WO2021251328A1 - セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シート - Google Patents

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WO2021251328A1
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cellulose fiber
fiber
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皓章 安井
丈史 中谷
まどか 工藤
晴男 金野
遼 外岡
克也 三浦
丈博 吉松
正淳 大石
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日本製紙株式会社
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    • D21H21/36Biocidal agents, e.g. fungicidal, bactericidal, insecticidal agents

Definitions

  • the present invention relates to an antiviral sheet. More specifically, the present invention relates to an antiviral sheet containing cellulose fibers.
  • Functional sheets in which a functionalizing agent is added to a sheet-shaped base material are used in various industrial fields.
  • functions generally include deodorization, antibacterial, heat resistance, moisture resistance, weather resistance, solvent resistance, abrasion resistance, electromagnetic wave blocking, and the like
  • applications include packaging materials (paper containers, corrugated cardboard, resin films). Etc.), building materials (wallpaper, decorative paper, lining paper, etc.), daily necessities (deodorant materials, fragrance materials), industrial products (filters, wipers, etc.), medical products (masks, etc.), clothing, and other paper products (calendar, etc.) And so on.
  • deodorant and antibacterial functions are often required in many industrial fields.
  • the mechanical properties of the functional sheet are required to be tensile strength, tear strength, burst strength, and if necessary, breathability and printability.
  • Patent Documents 1 and 2 an aqueous solution of either a silicon compound or an aluminum compound, which is a constituent of zeolite, is impregnated into a hydrophilic polymer base material such as cellulose fiber, and a basic substance and the other aqueous solution are mixed.
  • a hydrophilic polymer base material such as cellulose fiber
  • An inorganic porous crystal-hydrophilic polymer composite in which a zeolite is supported inside a cellulose fiber by mixing and further impregnating the mixture has been proposed, and further, by supporting a metal on the zeolite, an antibacterial effect can be obtained. It is disclosed that a deodorizing effect can be imparted.
  • Patent Document 3 after impregnating a fiber structure with a silicon compound and a basic substance-containing aqueous solution and an aluminum compound and a basic substance-containing aqueous solution, the fiber structure is heated by moist heat to heat the silicon compound and aluminum inside the cellulosic fiber.
  • a cellulosic fiber structure that reacts with a compound to form a zeolite that is a porous silica-aluminum body is disclosed. Further, it is disclosed that antibacterial and antifungal properties can be imparted by introducing metal ions into the silica-alumina porous body.
  • Patent Document 4 discloses an antibacterial cellulosic fiber containing one or more kinds of silver-based antibacterial agents selected from silver zeolite, zirconium silver phosphate, calcium silver phosphate and silver-soluble glass. ..
  • Patent Document 5 in a paper base material containing oxide pulp, the amount of carboxyl groups of the oxide pulp is 1.0 mmol / g to 2.0 mmol / g with respect to the absolute dry weight of the oxide pulp.
  • Patent Documents 1 to 4 and the like is merely a mixture of a cellulose fiber and an inorganic compound containing a metal component, and the cellulose fiber and the inorganic compound containing a metal component are chemically strongly bonded to each other. Do not mean. That is, since an inorganic compound containing a metal component does not form a physical or chemical network like a fiber, when a functional sheet is manufactured using this, the dynamics as a base material such as tensile strength and tear strength. In addition to the deterioration of the properties, there is a problem that the inorganic compound containing a metal component falls off from the base material.
  • the conventional functional sheet has a problem that the antiviral function and the like are deteriorated when it is placed in a high humidity environment or when it gets wet.
  • wet means, for example, a state in which 100% or more of water is contained in a mass ratio with respect to a constant mass after drying of the nonwoven fabric.
  • an object of the present invention is to provide an antiviral sheet containing cellulose fibers, which has excellent antiviral activity.
  • the present invention includes, but is not limited to, the following aspects.
  • the cellulose fiber comprises, as the cellulose fiber having an anionic group, an oxidized cellulose fiber having a carboxyl group or a carboxylate group; and / or a carboxylalkylated cellulose fiber having a carboxylalkyl group; [1] ] The sheet described in.
  • the present invention also includes the following aspects.
  • An antiviral sheet containing cellulose fibers which is an antiviral sheet.
  • the above sheet wherein the antiviral activity value (Mv) against influenza virus or feline calicivirus measured based on JIS L 1922: 2016 (antiviral test method for textile products) is 2.0 or more.
  • Mv antiviral activity value against influenza virus or feline calicivirus measured based on JIS L 1922: 2016 (antiviral test method for textile products) is 2.0 or more.
  • the sheet according to [1] wherein the cellulose fiber contains a cellulose fiber having an anionic group.
  • the amount of anionic groups in the cellulose fiber having anionic groups is 0.01 to 3.0 mmol / g.
  • the cellulose fiber having an anionic group is as follows: Oxidized cellulose fiber having a carboxyl group or a carboxylate group; Carboxyalkylated cellulose fibers with carboxyalkyl groups; Phosphoric acid esterified cellulose fiber having a phosphoric acid group; Phosphite esterified cellulose fiber with phosphorous acid group; Sulfoneized cellulose fibers with sulfate groups; The sheet according to [2] or [3], which comprises any or a combination thereof. [5] A cellulose fiber containing at least one metal ion and / or metal particles selected from the group consisting of Cu, Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, and Zn.
  • JIS L 1922 2016
  • the antiviral sheet according to any one of [1] to [10], wherein the content of metal ions and / or metal particles in the antiviral sheet is 0.2 to 50% by mass.
  • the antiviral activity value (Mv) against influenza virus or feline calicivirus is 2.0 or more, and Ag, Au, etc.
  • the present invention includes the following aspects.
  • one or more metal ions selected from the group of Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu and one or more metal ions and / Or a mask base material containing at least one non-woven fabric layer containing metal-containing cellulose-based fibers containing metal particles and synthetic fibers.
  • the mask base material according to [1] which comprises at least one non-woven fabric layer containing 1 to 50% by mass of the metal-containing cellulosic fiber and 30 to 90% by mass of synthetic fiber with respect to the non-woven fabric.
  • the mask base material described in. [6] The mask base material according to any one of [1] to [5], wherein the mask base material is a replacement sheet.
  • the mask base material according to any one of. [8] The mask base material according to [7], wherein the non-woven fabric layer containing the metal-containing cellulosic fiber and the synthetic fiber of the inner layer is a replacement sheet.
  • an antiviral sheet containing cellulose fibers and having excellent antiviral properties it is possible to provide an antiviral sheet containing cellulose fibers and having excellent antiviral properties. According to the present invention, since the functional component that contributes to the antiviral activity and the like remains firmly on the sheet, the function such as the antiviral activity is fully exhibited.
  • the sheet containing the cellulose fiber according to the present invention is a sheet having a single-layer structure or a multi-layer structure having antiviral properties.
  • the antiviral sheet according to the present invention has an antiviral activity value (Mv) against influenza virus or feline calicivirus measured based on JIS L 1922: 2016 (antiviral test method for textile products). It is more preferably 2.0 or more, and the antiviral activity value is 2.5 or more or 3.0 or more.
  • the antiviral sheet according to the present invention may have one or more other functions in addition to the antiviral property.
  • Examples of the functions of the anti-virus sheet according to the present invention include deodorization, antibacterial, heat resistance, moisture resistance, weather resistance, solvent resistance, abrasion resistance, electromagnetic wave blocking, etc., which are preferable of the present invention.
  • the antiviral sheet has deodorant and / or antibacterial functions.
  • antiviral sheet is not particularly limited, and it can be used for any use in which an antiviral function is required.
  • Applications of anti-virus sheets include, for example, packaging materials (paper containers, cardboard, resin films, wrapping paper, etc.), building materials (wallpaper, decorative paper, lining paper, etc.), sanitary products (diaps, sanitary products, wipers, masks, etc.).
  • the antiviral sheet according to the present invention may have a single-layer structure or a multi-layer structure, but in the case of a multi-layer structure, at least one layer or more needs to contain cellulose fibers. Further, it is preferable that the outermost layer contains a cellulose fiber that supports metal ions and / or metal particles described later.
  • the antiviral sheet according to the present invention contains cellulose fibers, which have anionic groups on the surface and Ag, Au, Pt, Pd, Ni, Mn, Fe, Ti, Al, Zn and Cu. It is preferable to contain one or more metal ions and / or metal particles selected from the element group of.
  • the anion group is preferably a carboxyl group or a carboxylate group, and preferably has an ionic bond with a metal ion.
  • the raw material other than the metal-containing cellulose fiber is not particularly limited, and a known raw material can be used.
  • one or more kinds of other materials such as cellulose fibers (hereinafter, also referred to as “general cellulose fibers”) that do not support metal ions or metal particles, synthetic fibers, resins, and inorganic substances may be contained.
  • the sheet of the present invention may contain a filler.
  • the content of the filler in the sheet is not particularly limited, but is preferably in the range not exceeding 20% by weight of the sheet weight, and may be 10% by weight or less or 5% by weight or less.
  • Examples of the filler include heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, silica, calcium, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, light stone powder, light stone balloon, aluminum hydroxide, magnesium hydroxide, basic magnesium carbonate, dolomite, and the like.
  • Calcium sulfate, potassium titanate, barium sulfate, calcium sulfite, talc, clay, mica, asbestos, calcium silicate, montmorillonite, pentonite, graphite, aluminum powder, molybdenum sulfide and the like can be mentioned.
  • the other materials are not particularly limited, and for example, bulking agents, dry paper strength improvers, wet paper strength improvers, drainage improvers, yield improvers, dyes, sizing agents, aluminum sulfate bands and the like are used as necessary. You may use it. It is preferable that the total content of the materials other than the filler does not exceed 10% by weight of the sheet weight.
  • the method for manufacturing the sheet is not particularly limited, and a known method can be used.
  • a method of discharging water in which raw materials are dispersed and dehydrating by pressure or heat (so-called wet type)
  • a method of discharging raw materials in a dry state and forming a sheet by pressure or heat (so-called dry type). It may be a method. Since the cellulose fiber is hydrophilic, it is preferable to form a sheet by a wet method.
  • the sheet can be produced by mixing the above-mentioned cellulose fibers with a pulp slurry (paper material) and making a paper using the sample in the same manner as a normal paper sheet.
  • a pulp slurry paper material
  • a known paper machine such as a long net paper machine, a twin wire paper machine, or a circular net type paper machine can be used for paper making, and the paper making conditions thereof are not limited.
  • the antiviral sheet according to the present invention may be subjected to a known surface treatment such as a calendar treatment, if necessary.
  • a known treatment device can be used for the surface treatment, and the conditions thereof are not limited.
  • the antiviral sheet according to the present invention may be provided with a coating layer (clear coating layer) containing no pigment on the surface of the sheet, if necessary.
  • the sheet of the present invention preferably has a clear coating layer on one or both sides of the sheet, and more preferably has a clear coating layer containing at least starches.
  • the clear coating layer when the sheet of the present invention is paper, it is possible to obtain paper having excellent smoothness, surface strength, and printability. Further, for unknown reasons, the sheet of the present invention has excellent antiviral activity even if the sheet surface is covered with a clear coating layer.
  • the amount of the clear coating layer applied is preferably 0.01 to 3.0 g / m 2 and more preferably 0.1 to 2.0 g / m 2 in terms of solid content per surface.
  • Clear coating can be formed by applying the coating liquid onto the sheet using, for example, a coater (coating machine) such as a size press, a gate roll coater, a pre-metering size press, a curtain coater, or a spray coater. ..
  • the solid content concentration of the clear coating liquid is preferably 2 to 14% by weight from the viewpoint of boiling and adjustment of the coating amount, and the B-type viscosity (30 ° C., 60 rpm) when the solid content concentration is 5% by weight is It is preferably 5 to 450 mPa ⁇ s, and more preferably 10 to 300 mPa ⁇ s.
  • starch refers to a mixture consisting of amylose and amylopectin, and the mixing ratio thereof generally differs depending on the plant that is the raw material of starch.
  • starches also include high molecular weight compounds derived from starch. Examples of the polymer include those obtained by modifying, modifying, or processing starch. Examples of starches include starches such as raw starch, oxidized starch, esterified starch, cationized starch, self-modified starch produced by thermochemical modification or enzymatic modification in a papermaking factory using acetylated tapioca starch as a raw material, and aldehydes.
  • the clear coating layer of the present invention is, for example, a cellulose derivative such as carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, methyl cellulose, modified alcohol such as polyacrylamide, polyvinyl alcohol, carboxyl-modified polyvinyl alcohol, acetoacetylated polyvinyl alcohol, and styrene-butadiene-based co-weight.
  • polyvinyl acetate, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyacrylic acid ester, etc. and two or more of them may be used in combination. ..
  • a surface sizing agent such as a styrene-based sizing agent, an olefin-based sizing agent, an acrylate-based sizing agent, a styrene-acrylic sizing agent, and a cationic sizing agent in combination.
  • the basis weight of the antiviral sheet according to the present invention is not particularly limited, and a general range can be set as needed, but it is preferably in the range of 10 to 1000 g / m 2 and 10 to 300 g. It is more preferably in the range of / m 2 , and may be in the range of 15 to 200 g / m 2 or 20 to 90 g / m 2 . If the basis weight is larger than 1000 g / m 2 , the ease of bending and cutting peculiar to the sheet may be inferior and a problem may occur. When the sheet has a multi-layer structure, it is preferable that the basis weight of each layer is 10 g / m 2 or more from the viewpoint of producing a sheet that is uniform and has the minimum strength in handling at the time of production.
  • the thickness of the antiviral sheet is preferably in the range of 20 to 500 ⁇ m, more preferably in the range of 30 to 200 ⁇ m.
  • the thickness of each layer is 20 ⁇ m or more from the viewpoint of producing a uniform sheet.
  • the density of the sheet is not particularly limited.
  • each layer may be manufactured one by one and then laminated by a known method, or each layer may be sequentially laminated and formed. Further, the sheet may be manufactured in a so-called simultaneous multi-layer system in which the raw materials of each layer are simultaneously discharged to form multiple layers at once.
  • the method of adhering each layer is not particularly limited, and a known method can be used. For example, a method using an adhesive, a method of passing between hot rolls, a method of fusing the layers with each other by applying hot air, and the like can be mentioned.
  • the outermost layer may be laminated with one or more layers, and an adhesive layer for adhering to another base material such as a so-called adhesive label sheet is the most suitable. It may be contained in the outer layer. Further, a single-layer sheet may be simply laminated, or one or more layers may have a three-dimensional structure, such as corrugated cardboard.
  • the antiviral sheet according to the present invention may be printed on the outermost layer if necessary.
  • the sheet contains metal ions and / or cellulose fibers carrying metal particles
  • the sheet contains a total of 0.20 mg / g or more of metal ions and metal particles per 1 g of the sheet. .25 mg / g or more is more preferable, 0.30 mg / g or more is further preferable, and 0.60 mg / g or more is most preferable.
  • the total amount of metal ions and metal particles per 1 g of the sheet is preferably 6.3 mg / g or less, and may be 5.0 mg / g or less or 4.0 mg / g or less.
  • the content of metal ions and metal particles in the antiviral sheet can be measured (quantified) by, for example, ICP emission spectroscopic analysis (ICP-OES).
  • ICP-OES ICP emission spectroscopic analysis
  • the content of the metal-containing cellulose fiber is preferably 0.5% by weight or more with respect to the antiviral sheet. If the content of the metal-containing cellulose fiber is too low, it may not be possible to impart sufficient antiviral function.
  • the upper limit of the content is not particularly limited and can be appropriately adjusted according to the desired degree of antiviral, deodorant, antibacterial function and the like, but may be 100% by weight.
  • the content of the metal-containing cellulose fiber may be, for example, 1 to 80% by weight, 2 to 60% by weight, 3 to 40% by weight, or the like.
  • the content of the metal-containing cellulose fiber is preferably 0.5% by weight or more with respect to the antiviral sheet
  • the content of the general cellulose fiber in the antiviral sheet is 99.5. It is preferably 0% by weight or less.
  • the lower limit of the content of the general cellulose fiber is not particularly limited, and the general cellulose fiber may not be contained.
  • the antiviral sheet according to the present invention contains cellulose fibers.
  • the type of cellulose fiber in the present invention is not particularly limited, and any type can be used as needed. Further, two or more kinds of cellulose fibers may be mixed and used at an arbitrary ratio.
  • the origin of the cellulose fiber is not particularly limited, and examples thereof include cellulose fibers derived from plants, animals, algae, microorganisms, etc. Among them, cellulose fibers derived from plants or microorganisms are preferable, and cellulose derived from plants is preferable. Fibers are particularly preferred.
  • plant-derived cellulose fibers include wood, bamboo, hemp, jute, kenaf, farmland waste, pulp (conifer unbleached kraft pulp (NUKP), conifer bleached kraft pulp (NBKP), and broadleaf unbleached kraft pulp (LUKP).
  • NUKP conifer unbleached kraft pulp
  • NKP conifer bleached kraft pulp
  • LKP broadleaf unbleached kraft pulp
  • derived cellulose fibers include cellulose fibers derived from squirrels, and examples of the pulp fibers derived from microorganisms include cellulose fibers derived from acetic acid bacteria (acetobacter).
  • the sheet of the present invention is paper
  • LBKP and recycled paper pulp have relatively short fiber lengths, and by including these pulps, it is possible to obtain paper with excellent smoothness, and the paper thus obtained has surface properties and printability (particularly print surface feeling). ) Is excellent.
  • the number average fiber diameter and number average fiber length of the cellulose raw material used in the present invention are not particularly limited, and any number average fiber diameter and number average fiber length can be used as needed. Further, two or more types of cellulose fibers having different number average fiber diameters and number average fiber lengths may be mixed and used in an arbitrary ratio. As an example, in the case of softwood kraft pulp (NBKP), which is one of the common pulps, the number average fiber diameter is about 30 to 60 ⁇ m, the number average fiber length is about 3 to 5 mm, and in the case of broadleaf bleached kraft pulp (LBKP). The number average fiber diameter is about 10 to 30 ⁇ m, and the number average fiber length is about 1 to 2 mm.
  • NNKP softwood kraft pulp
  • LNKP broadleaf bleached kraft pulp
  • Cellulose fiber has three hydroxyl groups per glucose unit and can be subjected to various chemical modification treatments. In the present invention, it is preferable to carry out a chemical modification treatment having an anionic group after the treatment.
  • Examples of the cellulose fiber into which an anionic group is introduced include an oxidized cellulose fiber having a carboxyl group or a carboxylate group, a phosphoric acid esterified cellulose fiber having a phosphoric acid group, and a subphosphate esterified cellulose fiber having a phosphoric acid group. Examples thereof include sulfonated cellulose fibers having a sulfate group.
  • modification (oxidation) in which a carboxyl group or a carboxylate group is introduced into at least a part of the cellulose fiber is performed. Is preferable.
  • the anionic group introduced into the cellulose fiber may be referred to as an acid group.
  • the amount of anionic group of the cellulose fiber having an anionic group (acid group) can be measured by the following method as an example. Prepare 60 ml of a 0.5 mass% slurry (aqueous dispersion) of a cellulose fiber sample having an anionic group (acid group), add a 0.1 M hydrochloric acid aqueous solution to adjust the pH to 2.5, and then add 0.05 N sodium hydroxide. The aqueous solution is dropped and the electric conductivity is measured until the pH reaches 11, and the amount of sodium hydroxide (a) consumed in the neutralization step of the weak acid in which the change in the electric conductivity is gradual is measured.
  • the amount of anionic group [mmol / g] of the cellulose fiber having an anionic group (acid group) is calculated using the following formula.
  • x is a value corresponding to the valence of the acid group, which is 1 in the case of a carboxyl group, a carboxylate group, a phosphite group and a sulfonic acid group, and 2 in the case of a phosphoric acid group.
  • the following method can be used when quantifying the amount of anion group by the carboxyalkylation treatment.
  • (1) Weigh approximately 2.0 g of carboxymethylated cellulose (absolutely dry) and place it in a 300 mL Erlenmeyer flask with a stopper.
  • (2) 100 mL of a nitrate methanol solution obtained by adding 100 mL of special grade concentrated nitric acid to 1000 mL of methanol is added, and the mixture is shaken for 3 hours to convert a carboxymethyl cellulose salt (carboxymethyl cellulose) into hydrogen-type carboxymethyl cellulose.
  • the modification (oxidation) method for introducing a carboxyl group or a carboxylate group into the cellulose fiber is particularly limited as long as the modified cellulose fiber contains a carboxyl group or a carboxylate group.
  • a known method can be used.
  • One example is a method of oxidizing a cellulose raw material in water using an oxidizing agent in the presence of a substance selected from the group consisting of an N-oxyl compound and a bromide, iodide or a mixture thereof.
  • the primary hydroxyl group at the C6 position of the glucopyranose ring on the surface of cellulose is selectively oxidized to generate a group selected from the group consisting of an aldehyde group, a carboxyl group, and a carboxylate group.
  • the concentration of the cellulose raw material at the time of the reaction is not particularly limited, but is preferably 5% by weight or less.
  • the N-oxyl compound is a compound that can generate a nitroxy radical.
  • the nitroxyl radical include 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl (TEMPO).
  • TEMPO 2,2,6,6-tetramethylpiperidine 1-oxyl
  • any compound can be used as long as it is a compound that promotes the desired oxidation reaction.
  • the amount of the N-oxyl compound used is not particularly limited as long as it is a catalytic amount capable of oxidizing the cellulose fiber.
  • 0.01 mmol or more is preferable, and 0.02 mmol or more is more preferable with respect to 1 g of cellulose that is completely dried.
  • the upper limit is preferably 10 mmol or less, more preferably 1 mmol or less, still more preferably 0.5 mmol or less. Therefore, the amount of the N-oxyl compound used is preferably 0.01 to 10 mmol, more preferably 0.01 to 1 mmol, still more preferably 0.02 to 0.5 mmol with respect to 1 g of the dry cellulose.
  • the bromide is a compound containing bromine, and examples thereof include alkali metals bromide that can be dissociated and ionized in water, such as sodium bromide.
  • the iodide is a compound containing iodine, and examples thereof include an alkali metal iodide.
  • the amount of bromide or iodide to be used may be selected within a range that can promote the oxidation reaction.
  • the total amount of bromide and iodide is preferably 0.1 mmol or more, more preferably 0.5 mmol or more, based on 1 g of dry cellulose.
  • the upper limit is preferably 100 mmol or less, more preferably 10 mmol or less, still more preferably 5 mmol or less. Therefore, the total amount of bromide and iodide is preferably 0.1 to 100 mmol, more preferably 0.1 to 10 mmol, still more preferably 0.5 to 5 mmol with respect to 1 g of dry
  • the oxidizing agent is not particularly limited, and examples thereof include halogen, hypohalogenic acid, subhalogenic acid, perhalogenic acid, salts thereof, halogen oxides, and peroxides.
  • hypochlorous acid or a salt thereof is preferable, hypochlorous acid or a salt thereof is more preferable, and sodium hypochlorite is further preferable, because it is inexpensive and has a small environmental load.
  • the amount of the oxidizing agent used is preferably 0.5 mmol or more, more preferably 1 mmol or more, still more preferably 3 mmol or more, based on 1 g of the dry cellulose.
  • the upper limit is preferably 500 mmol or less, more preferably 50 mmol or less, still more preferably 25 mmol or less. Therefore, the amount of the oxidizing agent used is preferably 0.5 to 500 mmol, more preferably 0.5 to 50 mmol, still more preferably 1 to 25 mmol, and most preferably 3 to 10 mmol with respect to 1 g of the dry cellulose.
  • the amount of the oxidizing agent used is preferably 1 mol or more with respect to 1 mol of the N-oxyl compound.
  • the upper limit is preferably 40 mol. Therefore, the amount of the oxidizing agent used is preferably 1 to 40 mol with respect to 1 mol of the N-oxyl compound.
  • Conditions such as pH and temperature during the oxidation reaction are not particularly limited, and in general, the oxidation reaction proceeds efficiently even under relatively mild conditions.
  • the reaction temperature is preferably 4 ° C. or higher, more preferably 15 ° C. or higher.
  • the upper limit is preferably 40 ° C. or lower, more preferably 30 ° C. or lower. Therefore, the temperature is preferably 4 to 40 ° C, and may be about 15 to 30 ° C, that is, room temperature.
  • the pH of the reaction solution is preferably 8 or more, more preferably 10 or more.
  • the upper limit is preferably 12 or less, more preferably 11 or less. Therefore, the pH of the reaction solution is preferably about 8 to 12, more preferably about 10 to 11.
  • the pH of the reaction solution tends to decrease because a carboxyl group is generated in the cellulose as the oxidation reaction progresses. Therefore, in order to efficiently proceed the oxidation reaction, it is preferable to add an alkaline solution such as an aqueous sodium hydroxide solution to maintain the pH of the reaction solution in the above range. Water is preferable as the reaction medium for oxidation because it is easy to handle and side reactions are unlikely to occur.
  • the reaction time in oxidation can be appropriately set according to the degree of progress of oxidation, and is usually 0.5 hours or more.
  • the upper limit is usually 6 hours or less, preferably 4 hours or less. Therefore, the reaction time in oxidation is usually about 0.5 to 6 hours, for example, about 0.5 to 4 hours.
  • Oxidation may be carried out in two or more stages of reaction. For example, by oxidizing the oxidized cellulose obtained by filtration after the completion of the first-stage reaction again under the same or different reaction conditions, the efficiency is not affected by the reaction inhibition by the salt produced as a by-product in the first-stage reaction. Can be oxidized well.
  • modification (oxidation) method for introducing a carboxyl group or a carboxylate group is a method of oxidizing by ozone treatment.
  • oxidation reaction the hydroxyl groups at at least the 2-position and the 6-position of the glucopyranose ring constituting the cellulose are oxidized, and the cellulose chain is decomposed.
  • Ozone treatment is usually carried out by bringing a gas containing ozone into contact with a cellulose raw material.
  • the ozone concentration in the gas is preferably 50 g / m 3 or more.
  • the upper limit is preferably 250 g / m 3 or less, and more preferably 220 g / m 3 or less. Therefore, the ozone concentration in the gas is preferably 50 to 250 g / m 3 , more preferably 50 to 220 g / m 3 .
  • the amount of ozone added is preferably 0.1 part by weight or more, more preferably 5% by weight or more, based on 100% by weight of the solid content of the cellulose raw material.
  • the upper limit is usually 30% by weight or less. Therefore, the amount of ozone added is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 5 to 30% by weight, based on 100% by weight of the solid content of the cellulose raw material.
  • the ozone treatment temperature is usually 0 ° C. or higher, preferably 20 ° C. or higher.
  • the upper limit is usually 50 ° C. or lower. Therefore, the ozone treatment temperature is preferably 0 to 50 ° C, more preferably 20 to 50 ° C.
  • the ozone treatment time is usually 1 minute or longer, preferably 30 minutes or longer.
  • the upper limit is usually 360 minutes or less. Therefore, the ozone treatment time is usually about 1 to 360 minutes, preferably about 30 to 360 minutes.
  • the result obtained after ozone treatment may be further subjected to additional oxidation treatment using an oxidizing agent.
  • the oxidizing agent used for the additional oxidation treatment is not particularly limited, and examples thereof include chlorine compounds such as chlorine dioxide and sodium chlorite; oxygen, hydrogen peroxide, persulfuric acid, and peracetic acid.
  • Examples of the antioxidative treatment method include a method of dissolving these oxidizing agents in a polar organic solvent such as water or alcohol to prepare an oxidizing agent solution, and immersing the cellulose raw material in the oxidizing agent solution.
  • the amount of anionic group of the oxidized cellulose fiber having a carboxyl group or a carboxylate group is preferably 0.01 to 3.0 mmol / g, more preferably 0.20 to 2.2 mmol / g. If the anionic group is less than 0.01 mmol / g, the amount of metal particles present on the surface of the cellulose fiber is not sufficient in the step of supporting the metal ion or the metal particle on the cellulose fiber described later, and antivirus, deodorization, and the like. May be inferior in antibacterial function.
  • the anionic group exceeds 3.0 mmol / g, agglutination of metal particles may occur, which may be inferior in antiviral, deodorant and antibacterial functions, and cellulose is easily cleaved as a side reaction during the oxidation reaction. Yield may decrease.
  • the amount of anionic groups (carboxyl group, carboxylate group) contained in the oxidized cellulose fiber can be adjusted by controlling the oxidation conditions such as the amount of the oxidizing agent added and the reaction time.
  • any method may be used as long as the functional group after the reaction contains a carboxyl group or a carboxylate group for the convenience of introducing metal ions into the cellulose fibers in the subsequent step.
  • a known method can be used. Examples include carboxyalkyl etherification such as carboxymethyl (ether) formation, carboxyethyl (ether) conversion, carboxypropyl (ether) conversion, and carboxybutyl (ether) conversion, and carboxyphenyl (ether) conversion. ..
  • the method of carboxymethylation will be described below as an example.
  • the method of carboxymethylation is not particularly limited, and a known method can be used. For example, there is a method of converting a cellulose raw material as a bottoming material into a marcel and then etherifying it.
  • a common solvent is used for the carboxymethylation reaction.
  • the solvent include water, alcohol (for example, lower alcohol) and a mixed solvent thereof.
  • the lower alcohol include methanol, ethanol, N-propyl alcohol, isopropyl alcohol, N-butanol, isobutanol, and tertiary butanol.
  • the mixing ratio of the lower alcohol in the mixed solvent is usually 60% by weight or more or 95% by weight or less, preferably 60 to 95% by weight.
  • the amount of the solvent is usually 3 times by weight with respect to the cellulose raw material.
  • the upper limit is not particularly limited, but is 20 times the weight. Therefore, the amount of the solvent is preferably 3 to 20 times by weight.
  • Mercerization is usually performed by mixing the bottoming material and the mercerizing agent.
  • the mercerizing agent include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide.
  • the amount of the mercerizing agent used is preferably 0.5 times mol or more, more preferably 1.0 times mol or more, and further preferably 1.5 times mol or more per anhydrous glucose residue of the bottoming material.
  • the upper limit is usually 20 times mol or less, preferably 10 times mol or less, more preferably 5 times mol or less, and therefore preferably 0.5 to 20 times mol, more preferably 1.0 to 10 times mol, and 1 .5 to 5 times mol is more preferable.
  • the reaction temperature for mercerization is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher.
  • the upper limit is usually 70 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower. Therefore, the reaction temperature is usually 0 to 70 ° C, preferably 10 to 60 ° C.
  • the reaction time is usually 15 minutes or longer, preferably 30 minutes or longer.
  • the upper limit is usually 8 hours or less, preferably 7 hours or less. Therefore, it is usually 15 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 7 hours.
  • the etherification reaction is usually carried out by adding a carboxymethylating agent to the reaction system after mercerization.
  • the carboxymethylating agent include sodium monochloroacetate.
  • the amount of the carboxymethylating agent added is usually preferably 0.05 times mol or more, more preferably 0.5 times mol or more, and further preferably 0.8 times mol or more per glucose residue of the cellulose raw material.
  • the upper limit is usually 10.0 times mol or less, preferably 5 times mol or less, more preferably 3 times mol or less, and therefore preferably 0.05 to 10.0 times mol, more preferably 0.5 times. It is about 5 times mol, more preferably 0.8 to 3 times mol.
  • the reaction temperature is usually 30 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, and the upper limit is usually 90 ° C. or lower, preferably 80 ° C. or lower. Therefore, the reaction temperature is usually 30 to 90 ° C, preferably 40 to 80 ° C.
  • the reaction time is usually 30 minutes or more, preferably 1 hour or more.
  • the upper limit is usually 10 hours or less, preferably 4 hours or less. Therefore, the reaction time is usually 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 4 hours. If necessary, the reaction solution may be stirred during the carboxymethylation reaction.
  • the degree of carboxymethyl substitution per anhydrous glucose unit in the obtained carboxymethylated cellulose fiber is preferably 0.01 or more, more preferably 0.05 or more, and 0.10 or more. Is more preferable.
  • the upper limit is preferably 0.50 or less, more preferably 0.40 or less, and even more preferably 0.35 or less. Therefore, the degree of carboxymethyl substitution is preferably 0.01 to 0.50, more preferably 0.05 to 0.40, and even more preferably 0.10 to 0.30.
  • any method may be used for the modification (esterification) method in which a phosphoric acid group or a phosphorous acid group is introduced into the cellulose fiber, and a known method can be used.
  • the phosphoric acid esterified cellulose fiber having a phosphoric acid group and the subphosphate esterified cellulose fiber having a phosphoric acid group are cellulose fibers esterified with a compound having a phosphoric acid group and a phosphoric acid group.
  • Examples of the compound having a phosphoric acid group and a phosphite group include phosphoric acid, polyphosphoric acid, phosphite, phosphonic acid, polyphosphonic acid, and esters and salts thereof. These compounds are low cost and easy to handle.
  • compounds having a phosphoric acid group and a phosphite group include phosphoric acid, sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, trisodium phosphate, sodium pyrophosphate, sodium metaphosphate, and potassium dihydrogen phosphate.
  • phosphoric acid, sodium salt of phosphoric acid, potassium salt of phosphoric acid, ammonium salt of phosphoric acid, phosphite, sodium phosphite because of its high efficiency of esterification and easy industrial application.
  • a salt, a potassium salt of phosphite, and an ammonium salt of phosphite are preferable, and sodium dihydrogen phosphate, disodium hydrogen phosphate, sodium hydrogen phosphite, and sodium dihydrogen phosphite are more preferable.
  • the compound having a phosphoric acid group and a phosphorous acid group may be used alone or in combination of two or more.
  • the esterification reaction is carried out, for example, by reacting a cellulose raw material with a compound having a phosphoric acid group or a phosphorous acid group.
  • a method of reacting a cellulose raw material with a compound having a phosphoric acid group or a phosphoric acid group for example, a method of mixing a powder or an aqueous solution of a phosphoric acid group or a compound having a phosphoric acid group with a cellulose raw material, a slurry of a cellulose raw material.
  • a method of adding an aqueous solution of a compound having a phosphoric acid group and a phosphite group to the above can be mentioned.
  • a method of mixing an aqueous solution of a compound having a phosphoric acid group or a phosphorous acid group with a cellulose raw material or a slurry thereof is preferable because the uniformity of the reaction is enhanced and the esterification efficiency is increased.
  • the pH of the aqueous solution of the compound having a phosphoric acid group and a phosphite group is preferably 7 or less from the viewpoint of increasing the efficiency of introduction of the phosphoric acid group and the phosphite group, and 3 to 7 from the viewpoint of suppressing hydrolysis. More preferred.
  • the lower limit of the addition amount of the compound having a phosphoric acid group and a phosphorous acid group is preferably 0.2 parts by weight or more in terms of phosphorus atom with respect to 100 parts by weight of the cellulose raw material, and more preferably 1 part by weight or more. Within this range, the yields of the phosphoric acid esterified cellulose fiber and the phosphite esterified cellulose fiber are likely to be improved.
  • the upper limit is preferably 500 parts by weight or less, more preferably 400 parts by weight or less. Within this range, it is possible to efficiently obtain a yield commensurate with the amount of the compound having a phosphoric acid group and a phosphorous acid group added.
  • a basic compound When reacting a cellulose raw material with a compound having a phosphoric acid group or a phosphorous acid group, a basic compound may be further added to the reaction system.
  • the method of adding the basic compound to the reaction system include a method of adding to a slurry of a cellulose raw material, a method of adding a phosphoric acid group and a method of adding to an aqueous solution of a compound having a phosphoric acid group, or a method of adding a cellulose raw material to a phosphoric acid group and a sub. Examples thereof include a method of adding to a slurry of a compound having a phosphoric acid group.
  • the basic compound is not particularly limited, but a nitrogen-containing compound exhibiting basicity is preferable.
  • "indicating basicity" usually means that the aqueous solution of the basic compound exhibits a pink to red color in the presence of a phenolphthalein indicator, or the pH of the aqueous solution of the basic compound is greater than 7.
  • the nitrogen-containing compound exhibiting basicity is not particularly limited as long as the effect of the present invention is exhibited.
  • compounds having an amino group are preferable.
  • examples thereof include urea, methylamine, ethylamine, trimethylamine, triethylamine, monoethanolamine, diethanolamine, triethanolamine, pyridine, ethylenediamine and hexamethylenediamine.
  • urea is preferred because it is low cost and easy to handle.
  • the amount of the basic compound added is preferably 2 to 1000 parts by weight, more preferably 100 to 700 parts by weight.
  • the reaction temperature is preferably 0 to 95 ° C, more preferably 30 to 90 ° C.
  • the reaction time is not particularly limited, but is usually about 1 to 600 minutes, preferably 30 to 480 minutes. When the reaction conditions are within any of these ranges, it is possible to prevent excessive introduction of phosphoric acid groups and phosphite groups into the cellulose to facilitate dissolution, and phosphoric acid esterified cellulose fibers and phosphite. The yield of acid esterified cellulose fibers tends to improve.
  • a suspension After reacting the cellulose raw material with a compound having a phosphoric acid group and a phosphorous acid group, a suspension is usually obtained. It is preferable that the suspension is dehydrated as necessary and then heat-treated after dehydration. This makes it possible to suppress the hydrolysis of the cellulose raw material.
  • the heating temperature is preferably 100 to 170 ° C., and is heated at 130 ° C. or lower (more preferably 110 ° C. or lower) while water is contained during the heat treatment, and after removing the water, the temperature is 100 to 170 ° C. It is more preferable to heat.
  • the phosphoric acid esterified cellulose fiber and the phosphite esterified cellulose fiber are subjected to a cleaning treatment such as washing with cold water after boiling.
  • the anionic group (phosphoric acid group, phosphoric acid group) contained in the phosphoric acid esterified cellulose fiber and the phosphoric acid esterified cellulose fiber is 0.1. It is preferably ⁇ 3.5 mm réellel / g.
  • Sulfonized Cellulose Fiber is a cellulose fiber sulfonated with a compound having a sulfate group.
  • the compound having a sulfate group include sulfuric acid, sulfamic acid, chlorosulfonic acid, sulfur trioxide, and esters and salts thereof. These compounds are low cost and easy to handle.
  • sulfamic acid is preferably used.
  • Sulfamic acid not only has a lower solubility of cellulose than anhydrous sulfuric acid or an aqueous solution of sulfuric acid, but also has a low acidity, so that the degree of polymerization can be maintained.
  • there are no restrictions on the handling of strongly acidic and highly corrosive anhydrous sulfuric acid and aqueous sulfuric acid and since it is not designated as a specific substance under the Air Pollution Control Act, the burden on the environment is small.
  • the amount of sulfamic acid used can be appropriately adjusted in consideration of the amount of anionic group (sulfate group) introduced into the cellulose fiber.
  • Sulfamic acid can be used, for example, in an amount of preferably 0.01 to 50 mol, more preferably 0.1 to 30 mol, per 1 mol of glucose unit in the cellulose molecule.
  • Cellulose fiber having an anionic group has metal ions or metal particles chemically bonded to the cellulose fiber, so that when it is contained in the sheet, the metal component is difficult to be detached from the sheet, and mechanical properties such as tensile strength are obtained. Is also good, and has the characteristics that performance and strength do not deteriorate.
  • the method for supporting the metal ion on the cellulose fiber is not particularly limited, and for example, a dispersion liquid of the cellulose fiber prepared in advance and an aqueous metal compound may be mixed, and the dispersion liquid containing the cellulose fiber is used as a base material. It may be applied onto the film to form a film, and the film may be impregnated by dropping an aqueous metal compound solution. At this time, the film may remain fixed on the base material or may be in a state of being peeled off from the base material.
  • the metal compound aqueous solution is an aqueous solution of a metal salt.
  • metal salts include complexes (complex ions), halides, nitrates, sulfates, and acetates.
  • the concentration of the aqueous metal compound solution is not particularly limited, but is preferably 0.2 to 2.2 mmol, more preferably 0.4 to 1.8 mmol per 1 g of the cellulose fiber.
  • the contact time of the metal compound may be appropriately adjusted.
  • the temperature at which the metal compound is brought into contact is not particularly limited, but is preferably in the range of 2 to 50 ° C.
  • the pH of the liquid at the time of contact is not particularly limited, but if the pH is low, it becomes difficult for metal ions to bond to the carboxyl group, so the pH is preferably in the range of 7 to 13, preferably in the range of 8 to 12. Is particularly preferred.
  • the effect is exhibited by introducing metal ions into the cellulose fibers as described above, but some of the metal ions may be reduced to form metal particles. Further, if necessary, it is also possible to partially form metal particles on the surface of the cellulose fiber by reducing a part of the metal ion bound to the obtained metal ion-containing cellulose fiber by adding a reducing agent or the like. It is possible. However, it is preferable to use the entire amount of the metal compound as metal ions without performing a special reduction treatment from the viewpoint of antiviral, antibacterial and deodorant functions.
  • the mechanism by which metal particles are generated in the cellulose fiber by reducing the metal compound in the metal-containing cellulose fiber obtained above is not clear, but it is presumed as follows.
  • the metal compound in the cellulose fiber containing the metal compound or the ion derived from the metal compound is reduced to become a metal.
  • the produced metal is supported on the surface of the cellulose fiber. Since the neighboring metals produced in the same manner are integrated with each other, particles are formed.
  • a metal compound or the like that exists in the vicinity of the cellulose fiber but does not bind to the cellulose fiber is also reduced to produce a metal. This metal rapidly integrates with the metal on the surface of the cellulose fiber to form metal particles.
  • the reduction reaction may be carried out by a known method, but it is preferable to carry out the reduction reaction while reducing the metal compound so as not to cleave the bond between the metal compound and the cellulose fiber.
  • a reduction method include a gas phase reduction method using hydrogen and a liquid phase reduction method using a reducing agent such as an aqueous solution of sodium borohydride.
  • the reaction may be performed at 50 to 60 ° C. for about 1 to 3 hours.
  • the gas phase reduction reaction is preferably carried out in a state where the cellulose oxide fiber does not contain water or a solvent.
  • the membrane may remain fixed on the substrate or may be detached from the substrate.
  • a film can be obtained from the above dispersion and subjected to a reduction reaction with or without drying. Further, the dispersion liquid can be subjected to a liquid phase reduction reaction without being dried.
  • the reaction temperature in the liquid phase reduction is preferably 4 to 40 ° C., more preferably room temperature.
  • the average particle size of the metal particles can be obtained from a transmission electron microscope image or X-ray diffraction.
  • the average particle size of the metal particles is preferably in the range of 1 to 50 nm when determined from a transmission electron microscope image.
  • a transmission electron microscope image of cellulose fibers is prepared, and the circle-equivalent diameters of the primary particles of a plurality of metal particles are obtained from the images. There is a method of averaging the values.
  • the cellulose fibers contain metal ions and / or metal particles. That is, the existence of the metal ion cannot be confirmed by the scanning electron microscope image, while it can be confirmed that the metal ion contains the metal by the ICP emission spectroscopic analysis.
  • the metal particles can be confirmed by a scanning electron microscope image, so that the presence or absence of metal ions can be determined.
  • the presence or absence of metal ions can also be determined by scanning electron microscope images and element mapping. That is, although metal ions cannot be confirmed in the scanning electron microscope image, the existence of metal ions can be confirmed by element mapping.
  • the content of the metal ion and / or the metal particle in the cellulose fiber is preferably in the range of 10 to 100 mg / g in total, and is in the range of 15 to 80 mg / g. It is more preferably in the range of 20 to 60 mg / g, and particularly preferably in the range of 20 to 60 mg / g. If the total amount is less than 10 mg / g, the antiviral, deodorant and antibacterial functions may be inferior. On the other hand, if the total amount exceeds 100 mg / g, metal ions are likely to be eluted during production, which may increase the load of wastewater treatment.
  • the cellulose fiber in the present invention may be beaten at least once before the modification treatment and after the metal supporting treatment.
  • the beating process is a process of applying a mechanical shearing force to the fiber.
  • the beating treatment a part of the cellulose fibers is fibrillated and the surface area is increased, so that the interfiber bond can be generally strengthened at the time of drying.
  • the antiviral, deodorant, and antibacterial effects after carrying the metal ions and / or the metal particles can be further enhanced.
  • the yield may decrease when the paper is mixed with pulp, or the fibers may not stay in the paper (not left), and may be antiviral and deodorant. It is not preferable because the antibacterial function is reduced.
  • the Canadian Standard Water Isolation (CSF) can be used as an indicator of the degree of beating. Specifically, when the freeness (CSF) is less than 30 ml, the antiviral, deodorant, and antibacterial functions are lowered due to the decrease in the yield on the sheet, and when the freeness (CSF) exceeds 600 ml, it becomes fibrillated.
  • Sheet 1 (Sample 1-1) Deinked recycled paper pulp (manufactured by Nippon Paper Industries, CSF: 300 ml) derived from used newspaper is used as the cellulose fiber, and the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber produced in Experiment 1 accounts for 1% by weight of the total cellulose fiber. It was compounded as follows. While stirring at 500 rpm using a three-one motor, 30% by weight (solid content) of light calcium carbonate, 0.7% by weight (solid content) of polyaluminum chloride, 0.05% by weight, based on 100% by weight of cellulose fiber. A (solid content) paper strength improving agent was sequentially added to prepare a pulp slurry.
  • Sheet 2 (Sample 1-2) A size press solution containing 5% by weight of oxidized starch (SK20, manufactured by Japan Corn Starch) was produced. This size press liquid was applied to both sides of the sheet 1 and dried by a conventional method (coating amount: 1 g / m 2 in total on both sides).
  • Sheet 3 On one side of the sheet 2, using an RI-I type printing machine (manufactured by Ishikawajima Sangyo Kikai Co., Ltd.), Vantean Echo ink (manufactured by Toyo Ink Co., Ltd.) is solidly printed so that the ink inking density immediately after printing becomes 1.0. did.
  • Sheet 4 (Sample 1-4) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 1 except that the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended in an amount of 3% by weight based on the total amount of the cellulose fiber.
  • Sheet 5 (Sample 1-5) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 1 except that the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended in an amount of 5% by weight based on the total amount of the cellulose fiber.
  • Sheet 6 (Sample 1-6) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 2 except that the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended in an amount of 5% by weight based on the total amount of the cellulose fiber.
  • Sheet 7 (Sample 1-7) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 3 except that the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended in an amount of 5% by weight based on the total amount of the cellulose fiber.
  • Sheet 8 (Sample 1-8) LBKP (manufactured by Nippon Paper Industries, Ltd., CSF: 480 ml) was used as the cellulose fiber, and the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber produced in Experiment 1 was blended therein so as to be 4% by weight based on the total cellulose fiber.
  • a pulp slurry To 100% by weight of the cellulose fiber, 0.16% by weight of the sizing agent, 1.50% by weight of the aluminum sulfate band, and 0.70% by weight of the cationized starch were sequentially added to prepare a pulp slurry.
  • Sheet 11 (Sample 1-11, Comparative example) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 1 except that Cu ion-supported cellulose oxide fibers were not used.
  • Sheet 12 (Sample 1-12, Comparative example) A sheet was produced in the same manner as in Sheet 8 except that Cu ion-supported cellulose oxide fibers were not used.
  • Sheet 13 (Sample 1-13, Comparative Example) A sheet was produced in the same manner as the sheet 8 except that the Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended in an amount of 1% by weight based on the entire cellulose fiber.
  • the antiviral function test was carried out at JIS L 1922: 2016, and the antiviral activity value (Mv) was calculated.
  • the weight of the sheet used for the test was 0.4 g, and the following two types were used as the test virus. ⁇ Influenza virus (H3N2, ATCC VR-1679) ⁇ Feline calicivirus (Strine: F-9 ATCC VR-782)
  • the deodorant function test was carried out for ammonia by the method of the SEK mark textile product certification standard (JEC301, Textile Evaluation Technology Council) with a test data size of 100 cm 2.
  • the deodorant function was evaluated according to the following criteria. ⁇ (Very good): Ammonia reduction rate is 80% or more ⁇ (Good): Ammonia reduction rate is 70% or more and less than 80% ⁇ (Bad): Ammonia reduction rate is less than 70%
  • an aqueous sodium hypochlorite solution was added to the reaction system so that the sodium hypochlorite content was 5.5 mmol / g, and the oxidation reaction was started at room temperature. Although the pH in the system decreased during the reaction, 3M aqueous sodium hydroxide solution was sequentially added to adjust the pH to 10. The reaction was terminated when sodium hypochlorite was consumed and the pH in the system did not change (time required for the oxidation reaction: about 90 minutes).
  • the pH of the carboxymethylated cellulosic fiber (CM-modified cellulose-based fiber) dispersion obtained by the above operation is adjusted to 8.5 so that the concentration becomes 1.0 mmol / g (per 1 g of CM-modified cellulose-based fiber).
  • a CuCl 2 aqueous solution was added to the mixture, and the mixture was stirred for 15 minutes.
  • Cu ions were contained in the CM-formed cellulosic fibers, and the fibers were washed to remove unreacted metal salts to obtain Cu ion-supporting cellulosic fibers (metal ion-containing cellulosic fibers).
  • the content of metal ion (Cu) with respect to the obtained metal ion-containing cellulosic fiber was 31.3 mg / g.
  • Infrared absorption spectrum measurement by FT-IR showed absorption based on a phosphate group at 1230 to 1290 cm-1 , confirming the addition of a phosphate group.
  • the amount of phosphoric acid group introduced at this time was 2.1 mmol / g per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose.
  • the unreacted metal salt was removed by repeating washing with a sufficient amount of water and filtration twice, and the Cu ion-supporting cellulosic fiber (metal ion) impregnated with water and having a solid content of 30% by mass was impregnated with water. (Containing cellulosic fiber) was obtained.
  • the content of the metal ion with respect to the phosphoric acid esterified cellulosic fiber was 41 mg / g.
  • a reaction solution was prepared by mixing 13 g of sodium hydrogen phosphite pentahydrate, 10.8 g of urea, and 76.2 g of water. 100 g of the reaction solution and 10 g of a bleached unbeaten kraft pulp (whiteness 85%) dry weight derived from coniferous trees were mixed and dried at 105 ° C. The dried pulp was reacted at 170 ° C. for 2 hours, washed with water and filtered twice to obtain a phosphorous acid esterified cellulose-based fiber into which an ester of phosphorous acid containing a cation consisting of an inorganic substance was introduced. The amount of phosphorous acid group introduced was 1.2 mmol / g per 1 g (mass) of fine fibrous cellulose.
  • a reaction solution was prepared by mixing 20 g of sulfamic acid, 10 g of urea and 100 ml of water. To 130 g of this reaction solution, 2 g (dry weight) of bleached unbeaten kraft pulp (whiteness 85%) derived from coniferous trees was added, and the prepared slurry was stirred for 10 minutes. After stirring, the slurry was suction-filtered using a filter paper to prepare a pulp sheet. The pulp sheet was placed in a dryer set at 50 ° C. and dried until the water content reached an equilibrium state. The dried pulp was heated at 120 ° C. for 30 minutes.
  • the reacted pulp was washed with pure water until it became neutral to prepare a sulfamic acid / urea-treated sulfonated cellulosic fiber.
  • the amount of the sulfone group introduced at this time was 0.9 mmol / g.
  • Water was added to the sulfonated cellulosic fiber to prepare a dispersion having a solid content concentration of 2%, the pH was adjusted to 9.0, and then CuCl 2 (manufactured by Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added to the sulfonated cellulosic fiber.
  • Cu ions were contained in the sulfonated cellulosic fibers by adding while stirring so that the concentration with respect to 1 g was 0.5 mmol / g, and further stirring for 30 minutes.
  • the unreacted metal salt was removed by repeating washing with a sufficient amount of water and filtration twice, and the Cu ion-supporting cellulosic fiber (metal ion-containing cellulose) impregnated with water and having a solid content of 30% by mass was impregnated with water. System fiber) was obtained.
  • the content of metal ions with respect to the sulfonated cellulosic fibers was 21 mg / g.
  • the blending ratio of broad-leaved tree bleached kraft pulp (LBKP with a free water content of 600 ml; Nippon Paper Industries, Ltd.) was set to 100% as a cellulose-based fiber containing no metal-containing cellulose fiber and containing no metal ion. Except for this, a sheet was prepared in the same manner as above (Sample 2-6).
  • the sheet of the present invention containing metal-containing cellulosic fibers showed high antiviral properties.
  • the sheet containing no metal-containing cellulosic fiber had low antiviral properties.
  • an aqueous sodium hypochlorite solution was added to the reaction system so that the sodium hypochlorite content was 5.5 mmol / g, and the oxidation reaction was started at room temperature. Although the pH in the system decreased during the reaction, 3M aqueous sodium hydroxide solution was sequentially added to adjust the pH to 10. The reaction was terminated when sodium hypochlorite was consumed and the pH in the system did not change (time required for oxidation reaction: 90 minutes).
  • the blending ratio of the cellulosic fiber containing no metal ion and containing no metal ion is 30%.
  • a non-woven fabric was prepared in the same manner as described above (Sample 3-2).
  • the non-woven fabric containing metal-containing cellulosic fibers and synthetic fibers showed high antiviral properties.
  • the non-woven fabric containing no metal-containing cellulosic fiber did not show antiviral properties.
  • Experiment 4 4-1 Production of Cu Ion-Supported Oxidized Cellulose Fiber 275BDkg (absolutely dry) of bleached unbeaten kraft pulp (whiteness 85%) derived from coniferous trees 1.07kg (0.25 mmol per 1g of absolute dry cellulose) ) And 28.3 kg of sodium bromide (1.0 mmol with respect to 1 g of dry cellulose) were added to 500 ml of an aqueous solution, and the mixture was stirred until the pulp was uniformly dispersed.
  • an aqueous sodium hypochlorite solution was added to the reaction system so that the sodium hypochlorite content was 5.2 mmol / g, and the oxidation reaction was started at room temperature. Although the pH in the system decreased during the reaction, 3M aqueous sodium hydroxide solution was sequentially added to adjust the pH to 10. The reaction was terminated when sodium hypochlorite was consumed and the pH in the system did not change (time required for the oxidation reaction: about 90 minutes).
  • a surface treatment solution prepared by adding 3.5 parts by mass of raw salt to 100 parts by mass of oxidized starch (manufactured by Japan Corn Starch, SK20) to a solid content concentration of 11% by mass was prepared, and a gate roll coater (GRC) was prepared. ) (Double-sided coating amount: about 1.6 g / m 2 ). After drying, a calendar treatment was performed to obtain a paper having a basis weight of about 80 g / m 2.
  • Sample 4-2 LBKP (manufactured by Nippon Paper Industries, CSF: 470 ml) was used as the cellulose fiber, and Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended into the cellulose fiber so as to be 3% by weight based on the whole cellulose fiber (without light calcium carbonate). 0.80% by weight of cationized starch was added to 100% by weight of cellulose fibers to prepare a pulp slurry. From the obtained pulp slurry, a paper machine was used to make a paper at a speed of 540 m / min.
  • 5.6 parts by weight of anionic sizing agent (Harima Chemicals) and 3.5 parts by weight of raw salt were added to 100 parts by weight of oxidized starch (SK20 manufactured by Japan Corn Starch) to prepare a solid content concentration of 11% by mass.
  • a surface treatment liquid was prepared and coated using a gate roll coater (GRC) (double-sided coating amount: about 1.6 g / m 2 ). After drying, a calendar treatment was performed to obtain a paper having a basis weight of about 80 g / m 2.
  • GOC gate roll coater
  • Sample 4-3 Paper was prepared in the same manner as in Sample 4-2 except that talc was added so that the ash content in the paper was 5%.
  • paper was made at a speed of 250 m / min using a paper machine and subjected to calendar processing to produce a sheet (basis weight: 71.0 g / m 2 , paper thickness: 105 ⁇ m).
  • Sample 4-5 LBKP (manufactured by Nippon Paper Industries, CSF: 470 ml) was used as the cellulose fiber, and Cu ion-supported oxidized cellulose fiber was blended therein so as to be 3% by weight based on the entire cellulose fiber.
  • Light calcium carbonate was added thereto so that the ash content in the paper was 10%.
  • 0.80% by weight of cationized starch was added to 100% by weight of cellulose fibers to prepare a pulp slurry. From the obtained pulp slurry, a paper machine was used to make a paper at a speed of 540 m / min.
  • Oxidized starch (SK20, manufactured by Japan Corn Starch) was added to 100 parts by mass, 1.4 parts by anionic sizing agent (Harima Chemicals) and 3.5 parts by mass of raw salt were added to prepare a solid content concentration of 11% by mass.
  • a surface treatment liquid was prepared and coated using a gate roll coater (GRC) (double-sided coating amount: about 1.6 g / m 2 ). After drying, a calendar treatment was performed to obtain a paper having a basis weight of about 80 g / m 2.
  • GOC gate roll coater
  • a non-glass electrode for surface measurement (HORIBA, flat type pH composite electrode 6261-10C) was attached to a pH meter (HORIBA, F-24 type), and measurement was performed according to the following procedure.
  • (1) Wash the electrode with pure water (2) Apply 1 drop of pure water to the tip of the electrode (3) Touch the tip of the electrode to the surface of the measurement sample and evaluate the value after 1 minute (4)
  • Metal elution amount For copper and aluminum, the amount of metal ions and metal particles eluted in 100 ml of ultrapure water per 0.8 g of sheet was measured by ICP emission spectroscopy (ICP-OES) according to the following procedure. (1) Dry the measurement sample (50 ° C, 1 day) before measurement (2) Put ultrapure water in a 300 ml cup (30 ° C, 100 ml). (3) Place 0.8 g of the dried measurement sample in the cup of (2) and cover it. (4) Let it stand at 30 ° C. for 30 minutes, and then pass it through a pipette filter to remove the fiber from the measurement sample solution.
  • ICP-OES ICP emission spectroscopy
  • the deodorant function test was carried out for hydrogen sulfide by the method of the SEK mark fiber product certification standard (JEC301, Textile Evaluation Technology Council) with a test data size of 100 cm 2.
  • the deodorant function was evaluated according to the following criteria. ⁇ (Very good): Hydrogen sulfide reduction rate is 80% or more ⁇ (Good): Hydrogen sulfide reduction rate is 70% or more and less than 80% ⁇ (Bad): Hydrogen sulfide reduction rate is less than 70%
  • a qualitative test by the halo method was carried out in accordance with JIS L1902 "Antibacterial test method and antibacterial effect of textile products". Specifically, an agar medium containing Escherichia coli and Staphylococcus aureus was prepared, a 5 cm ⁇ 5 cm test piece of an antiviral sheet was placed on the agar medium, and after culturing at 37 ° C. for 17 hours, it was formed around the sample. The presence or absence of the "growth inhibition zone" of the test bacteria was confirmed. The antibacterial function was evaluated according to the following criteria. ⁇ : A growth inhibitory zone is observed and has an antibacterial function. X: No growth inhibitory zone is observed and no antibacterial function is observed.

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Abstract

本発明の課題は、優れた抗ウイルス活性を備えた、セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートを提供することである。 本発明によって、セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートが提供される。本発明に係る抗ウイルス性シートは、JIS L 1922:2016(繊維製品の抗ウイルス性試験方法)に基づいて測定したインフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である。

Description

セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シート
 本発明は、抗ウイルス性シートに関する。より具体的には、セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートに関する。
 シート状の基材に機能性付与剤を付与した機能性シートは、さまざまな産業分野において使用されている。機能の例としては、一般に、消臭、抗菌、耐熱、耐湿、耐候、耐溶剤、耐磨耗、電磁波遮断等を挙げることができ、用途の例としては、包装材料(紙器、段ボール、樹脂フィルム等)、建材(壁紙、化粧紙、敷紙等)、生活用品(脱臭材、芳香材)、工業用品(フィルター、ワイパー等)、医療品(マスク等)、衣類、その他紙製品(カレンダー等)等がある。中でも消臭、抗菌機能は、多くの産業分野で必要とされることが多い。
 機能性シートに求められる性能としては、上記機能のほか、シートの力学特性として、引張強さ、引裂強さ、破裂強さ、および必要に応じ通気性や印刷適性等が求められる。
 シート状の基材に消臭・抗菌機能を付与するために、種々の技術が提案されている。例えば、特許文献1及び2では、ゼオライトの構成成分であるケイ素化合物又はアルミニウム化合物のどちらか一方の水溶液を、セルロース繊維等の親水性高分子基材に含浸させ、塩基性物質と他方の水溶液を混合し、これを更に含浸させて、セルロース繊維の内部にゼオライトを担持させた無機多孔結晶-親水性高分子複合体が提案されており、さらに該ゼオライトに金属を担持することにより、抗菌効果や脱臭効果を付与することができることが開示されている。
 また、特許文献3には、ケイ素化合物及び塩基性物質含有水溶液と、アルミニウム化合物及び塩基性物質含有水溶液とを繊維構造物に含浸させた後、湿熱加熱してセルロース系繊維内部でケイ素化合物とアルミニウム化合物とを反応させてシリカ・アルミナ多孔体であるゼオライトを生成させるセルロース系繊維構造物が開示されている。さらに、このシリカ・アルミナ多孔体中に金属イオンを導入することにより、抗菌性、防かび性を付与することができることが開示されている。
 また、特許文献4では、銀ゼオライトと銀燐酸ジルコニウムと銀燐酸カルシウムと銀溶解性ガラスより選ばれた一種または二種以上の銀系抗菌剤を含有する抗菌性セルロ-ス繊維が開示されている。
 また、特許文献5では、酸化パルプを含有する紙基材であって、該酸化パルプのカルボキシル基の量が酸化パルプの絶乾重量に対して、1.0mmol/g~2.0mmol/gであることを特徴する、脱臭性等を有する機能性シート用の紙基材が開示されている。
特開平10-120923号公報 特開平11-315492号公報 特開2008-031591号公報 特開平11-107033号公報 国際公開2014/097929号
 特許文献1~4などに記載されているものは、セルロース繊維と金属成分を含む無機化合物の単なる混合体であり、セルロース繊維と金属成分を含む無機化合物とが化学的に強固に結合しているわけではない。すなわち、金属成分を含む無機化合物は繊維のように物理的、化学的なネットワークを形成しないため、これを用いて機能性シートを製造した場合、引張強さや引裂強さなど、基材としての力学特性が低下するほか、金属成分を含む無機化合物が基材から脱落する問題がある。
 また、従来の機能性シートは、高湿度環境下に置かれたり、湿潤したりした場合に、抗ウイルス機能などが低下する問題がある。ここで湿潤時とは、例えば、不織布の乾燥後の一定質量に対して質量比で100%以上の水分を含んだ状態をいう。
 このような状況に鑑み、本発明は、優れた抗ウイルス活性を備えた、セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートを提供することを目的とする。
 これに限定されるものではないが、本発明は、以下の態様を包含する。
[1] セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートであって、JIS L 1922:2016(繊維製品の抗ウイルス性試験方法)に基づいて測定したインフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である、上記シート。
[2] 前記セルロース繊維が、アニオン基を有するセルロース繊維として、カルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維;および/または、カルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース繊維;を含んでなる、[1]に記載のシート。
[3] 前記アニオン基を有するセルロース繊維中のアニオン基量が0.01~3.0mmol/gである、[2]に記載のシート。
[4] セルロース繊維が、Cuおよび/またはAgを金属イオンおよび/または金属粒子として含有し、シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が6.3mg/g以下である、[1]~[3]のいずれかに記載のシート。
[5] セルロース繊維が、Cuを金属イオンおよび/または金属粒子として含有する、[1]~[4]のいずれかに記載のシート。
[6] LBKPおよび/または古紙パルプをさらに含有する、[1]~[5]のいずれかに記載のシート。
[7] シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が合計で0.20~6.3mg/gである、[1]~[6]のいずれかに記載のシート。
[8] インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が3.0以上である、[1]~[7]のいずれかに記載のシート。
[9] 前記シートが紙である、[1]~[8]のいずれかに記載のシート。
[10]片面もしくは両面に少なくともクリア塗工層を有する、[9]記載のシート。
[11] [1]~[10]いずれかに記載のシートを製造する方法であって、セルロース繊維を含むスラリーからシートを形成させる工程を含む、上記方法。
[12] 前記スラリーが、LBKPおよび/または古紙パルプをさらに含む、[11]に記載の方法。
[13] 前記シートが、1~15重量%の前記セルロース繊維を含んでなる、[11]または[12]に記載の方法。
[14] 前記スラリーが炭酸カルシウムを含有し、シートの坪量が20~90g/mであり、シートが抄紙機を用いて抄造される、[10]~[13]に記載の方法。
 また、本発明は、以下の態様を包含する。
[1] セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートであって、
 JIS L 1922:2016(繊維製品の抗ウイルス性試験方法)に基づいて測定したインフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である、上記シート。
[2] 前記セルロース繊維が、アニオン基を有するセルロース繊維を含んでなる、[1]に記載のシート。
[3] 前記アニオン基を有するセルロース繊維中のアニオン基量が0.01~3.0mmol/gである、[2]に記載のシート。
[4] 前記アニオン基を有するセルロース繊維が、下記:
カルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維;
カルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース繊維;
リン酸基を有するリン酸エステル化セルロース繊維;
亜リン酸基を有する亜リン酸エステル化セルロース繊維;
硫酸基を有するスルホン化セルロース繊維;
のいずれかまたはその組み合わせを含む、[2]または[3]に記載のシート。
[5] セルロース繊維が、Cu、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Znからなる群より選ばれる少なくとも1つの金属イオンおよび/または金属粒子を含有するセルロース繊維である、[1]~[4]のいずれか2に記載のシート。
[6] シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が6.3mg/g以下である、[5]に記載のシート。
[7] 前記金属イオンおよび/または金属粒子がCuおよび/またはAgを含有する、[5]または[6]に記載のシート。
[8] 前記金属イオンおよび/または金属粒子がCuを含有する、[5]~[7]のいずれかに記載のシート。
[9] 金属を含有しないセルロース繊維をさらに含有する、[5]~[8]のいずれかに記載のシート。
[10] シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が合計で0.20~6.3mg/gである、[5]~[9]のいずれかに記載のシート。
[11] インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が3.0以上である、[1]~[10]のいずれかに記載のシート。
 さらに、本発明は、下記の態様を包含する。
[1] JIS L 1922:2016 繊維製品の抗ウイルス性試験方法において、インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である抗ウイルス性シートであって、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属イオン及び/または金属粒子を含有する金属含有セルロース系繊維を含む抗ウイルス性シート。
[2] 前記金属含有セルロース系繊維において、前記金属イオン及び/または金属粒子の含有量がセルロース系繊維に対して10~100mg/gである[1]記載の抗ウイルス性シート。
[3] 前記金属含有セルロース系繊維が、アニオン基を有するセルロース系繊維に金属イオンがイオン結合しているセルロース系繊維であることを特徴とする[1]ないし[2]記載の抗ウイルス性シート。
[4] 前記アニオン基を有するセルロース繊維中のアニオン基量が0.01~3.0mmol/gであることを特徴とする[1]~[3]のいずれかに記載の抗ウイルス性シート。
[5] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がカルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース系繊維である[3]ないし[4]に記載の抗ウイルス性シート。
[6] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がカルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース系繊維である[3]ないし[4]に記載の抗ウイルス性シート。
[7] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がリン酸基を有するリン酸エステル化セルロース系繊維である[3]記載の抗ウイルス性シート。
[8] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維が亜リン酸基を有する亜リン酸エステル化セルロース系繊維である[3]記載の抗ウイルス性シート。
[9] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維が硫酸基を有するスルホン化セルロース系繊維である[3]記載の抗ウイルス性シート。
[10] 前記抗ウイルス性シートが金属を含有しないセルロース系繊維を含有する[1]~[9]のいずれかに記載の抗ウイルス性シート。
[11] 前記抗ウイルス性シートが合成繊維を含有する[1]~[10]のいずれかに記載の抗ウイルス性シート。
[12] 前記抗ウイルス性シートが2層以上のシートであって、少なくとも1層が前記金属含有セルロース系繊維を含む[1]~[11]のいずれかに記載の抗ウイルス性シート。
[13] 前記抗ウイルス性シート中の金属イオン及び/または金属粒子の含有量が0.2~50質量%である[1]~[10]のいずれかに記載の抗ウイルス性シート。
[14] JIS L 1922:2016 繊維製品の抗ウイルス性試験方法において、インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である抗ウイルス性を有し、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属イオン及び/または金属粒子を含有する金属含有セルロース系繊維。
[15] 前記金属含有セルロース系繊維において、前記金属イオン及び/または金属粒子の含有量がセルロース系繊維に対して10~100mg/gである[14]記載の金属含有セルロース系繊維。
[16] 前記金属含有セルロース系繊維が、アニオン基を有するセルロース系繊維に金属イオンがイオン結合しているセルロース系繊維であることを特徴とする[14]ないし[15]に記載の金属含有セルロース系繊維。
[17] 前記アニオン基を有するセルロース繊維中のアニオン基量が0.01~3.0mmol/gであることを特徴とする[14]~[16]のいずれかに記載の金属含有セルロース系繊維。
[18] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がカルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース系繊維である[16]ないし[17]に記載の金属含有セルロース系繊維。
[19] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がカルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース系繊維である[16]ないし[17]に記載の金属含有セルロース系繊維。
[20] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維がリン酸基を有するリン酸エステル化セルロース系繊維である[16]ないし[17]に記載の金属含有セルロース系繊維。
[21] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維が亜リン酸基を有する亜リン酸エステル化セルロース系繊維である[16]ないし[17]に記載の金属含有セルロース系繊維。
[22] 前記アニオン基を有するセルロース系繊維が硫酸基を有するスルホン化セルロース系繊維である[16]ないし[17]に記載の金属含有セルロース系繊維。
 さらにまた、本発明は、以下の態様を包含する。
[1] カルボキシル基またはカルボキシレート基を有するセルロース系繊維に対し、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属イオン及び/または金属粒子を含有する金属含有セルロース系繊維と、合成繊維とを含有する、少なくとも1層の不織布層を含むマスク用基材。
[2] 前記金属含有セルロース系繊維を不織布に対して1~50質量%、合成繊維を30~90質量%含有する、少なくとも1層の不織布層を含む[1]記載のマスク用基材。
[3] 前記金属含有セルロース系繊維において、前記金属イオン及び/または金属粒子の含有量がセルロース系繊維に対して10~60mg/gである不織布層を含む[1]ないし2]記載のマスク用基材。
[4] 前記不織布層がさらに金属を含有しないセルロース系繊維を含有する[1]~[3]のいずれかに記載の不織布層を含むマスク用基材。
[5] JIS L 1922:2016 繊維製品の抗ウイルス性試験方法において、インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上となる不織布層を含む、[1]~[4]に記載のマスク用基材。
[6] マスク用基材が取り換え用シートである[1]~[5]のいずれかに記載のマスク用基材。
[7] 少なくとも外層、内層、口元層の3層の不織布層を含むマスク用基材であって、内層が前記金属含有セルロース系繊維と合成繊維とを含有する不織布層である[1]~[6]のいずれかに記載のマスク用基材。
[8] 内層の金属含有セルロース系繊維と合成繊維とを含有する不織布層が取り換え用シートであることを特徴とする[7]に記載のマスク用基材。
[9] [1]~[8]のいずれかに記載のマスク用基材を使用するマスク。
 本発明によれば、セルロース繊維を含有し、優れた抗ウイルス性を有する抗ウイルス性シートを提供することができる。本発明によれば、抗ウイルス活性などに寄与する機能性成分がしっかりとシートに残存するため、抗ウイルス活性などの機能が十分に発揮される。
 本発明に係るセルロース繊維を含有するシートは、抗ウイルス性を有する単層構造あるいは多層構造のシートである。具体的には、本発明に係る抗ウイルス性シートは、JIS L 1922:2016(繊維製品の抗ウイルス性試験方法)に基づいて測定したインフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上であり、抗ウイルス活性値が2.5以上や3.0以上であることがより好ましい。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは、抗ウイルス性に加えて、他に1つ以上の機能を有していてもよい。本発明に係る抗ウイルス性シートが有する機能の例としては、例えば、消臭、抗菌、耐熱、耐湿、耐候、耐溶剤、耐磨耗、電磁波遮断などを挙げることができるが、本発明の好ましい態様において、抗ウイルス性シートは、消臭および/または抗菌機能を有する。
 本発明に係る抗ウイルス性シートの用途は特に限定されず、抗ウイルス機能が必要とされる任意の用途に用いることができる。抗ウイルス性シートの用途としては、例えば、包装材料(紙器、段ボール、樹脂フィルム、包装紙等)、建材(壁紙、化粧紙、敷紙等)、衛生用品(おむつ、生理用品、ワイパー、マスク、おしぼり、ガーゼ、綿棒等、)生活用品(脱臭材、芳香材、食品用フィルター、クリーンフィルター、ランチョマット、トレーマスク、テーブルクロス、水切りネット、クッキングペーパー、クッキングシート、灰汁取りシート、キッチンタオル、布巾、エプロン、鍋つかみ、便座カバー、トイレ床用飛び跳ね防止シート、足拭きマット、ウェットティシュー、使い捨てスリッパ、カーペット基材、靴の中敷き、スーツカバー、手提げバッグ、結露シート、ブックカバー、掃除機紙パック、付箋、しおり、ノート、手帳カバー、ペットシート、使い捨てシート、枕カバー、布団カバー、拭き取りシート等)、工業用品(工業用フィルター、工業用ワイパー、自動車内装材等)、医療品(マスク、防護服、手術着(キャップ・前掛け・上下着)、抗菌マット、清拭クロス、医療用テープ等)、衣類(使い捨て下着等)、園芸・農業用資材(園芸用シート、農業用シート、苗床用シート、果実袋等)、ヘッドレスト用カバー(新幹線や自動車)、その他紙製品(カレンダー等)等を挙げることができる。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは単層構造であっても多層構造であってもよいが、多層構造である場合、少なくとも1層以上がセルロース繊維を含む必要がある。また、後述する金属イオンおよび/または金属粒子を担持するセルロース繊維が最外層に含まれていることが好ましい。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは、セルロース繊維を含有するが、セルロース繊維が、表面にアニオン基を有し、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの元素群から選ばれる1種以上の金属イオンおよび/または金属粒子を含有することが好ましい。アニオン基はカルボキシル基あるいはカルボキシレート基であることが好ましく、金属イオンがイオン結合していることが好ましい。本発明においては、金属イオンおよび/または金属粒子を担持するセルロース繊維(以下、「金属含有セルロース繊維」ともいう。)を含んだ層を少なくとも1層有することが好ましい。
 金属含有セルロース繊維以外の原料は、特に限定されず、公知の原料を用いることができる。例としては、金属イオンあるいは金属粒子を担持しないセルロース繊維(以下、「一般セルロース繊維」ともいう。)、合成繊維や、樹脂、無機物等の他の材料を一種類以上含んでもよい。 本発明のシートは填料を含んでいてよい。シート中の填料の含有量は特に制限されないが、シート重量の20重量%を超えない範囲であることが好ましく、10重量%以下や5重量%以下とすることもできる。填料としては、例えば、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、シリカ、ケイ藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カリウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ペントナイト、グラファイト、アルミニウム粉、硫化モリブデンなどが挙げられる。
 他の材料としては、特に限定されないが、例えば、嵩高剤、乾燥紙力向上剤、湿潤紙力向上剤、濾水性向上剤、歩留まり向上剤、染料、サイズ剤、硫酸バンド等を必要に応じて使用してもよい。填料以外の他の材料の含有量は合計でシート重量の10重量%を超えないことが好ましい。
 また、シートの製造方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、原料が分散された水を吐出し、圧力や熱により脱水する方法(いわゆる湿式)、原料を乾いた状態で吐出し、同様に圧力や熱によりシート化する方法(いわゆる乾式)のいずれの方法でもよい。セルロース繊維は親水性であるため、湿式によりシートを形成することが好ましい。
 本発明では、通常の紙シートと同様にパルプスラリー(紙料)に上記セルロース繊維を混合し、当該試料を用いて抄紙することでシートを製造することもできる。抄紙には長網抄紙機、ツインワイヤー抄紙機、円網式抄紙機等の公知の抄紙機を用いることができ、その抄紙条件も限定されない。
 また、本発明に係る抗ウイルス性シートは、必要に応じてカレンダー処理等の公知の表面処理を行ってもよい。表面処理には公知の処理装置を用いることができ、その条件も限定されない。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは、必要に応じて顔料を含有しない塗工層(クリア塗工層)をシートの表面に設けてもよい。本発明のシートは、シートの片面または両面にクリア塗工層を備えることが好ましく、さらに好ましくは少なくとも澱粉類を含有するクリア塗工層を有することが好ましい。クリア塗工層を有することで、本発明のシートが紙であるときに、特に平滑性や表面強度、印刷適正に優れた紙を得ることができる。また、理由は明らかではないが、本発明のシートは、シート表面がクリア塗工層で覆われていても優れた抗ウイルス活性を有する。
 クリア塗工層の塗工量は、片面あたり固形分で0.01~3.0g/mが好ましく、0.1~2.0g/mがより好ましい。クリア塗工は、例えば、サイズプレス、ゲートロールコータ、プレメタリングサイズプレス、カーテンコータ、スプレーコータなどのコータ(塗工機)を使用して、塗布液をシート上に塗布することで形成できる。クリア塗工液の固形分濃度は、ボイリングや塗工量調整の観点から、2~14重量%であることが好ましく、固形分濃度5重量%の時のB型粘度(30℃、60rpm)が5~450mPa・sであることが好ましく、10~300mPa・sであることがより好ましい。
 本発明において澱粉とは、アミロース、アミロペクチンからなる混合物のことをいい、一般に、その混合比は澱粉の原材料である植物によって異なる。本発明において澱粉類とは澱粉由来の高分子化合物も含む。当該高分子としては、澱粉を変性、修飾、加工などしたものが挙げられる。澱粉類としては、例えば生澱粉、酸化澱粉、エステル化澱粉、カチオン化澱粉、アセチル化したタピオカ澱粉を原料として製紙工場内で熱化学変性あるいは酵素変性によって生成される自家変性澱粉などの澱粉、アルデヒド化澱粉、ヒドロキシエチル化澱粉などの変性澱粉を含むことが好ましい。本発明のクリア塗工層は、例えば、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、メチルセルロースなどのセルロース誘導体、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、カルボキシル変性ポリビニルアルコール、アセトアセチル化ポリビニルアルコールなどの変性アルコール、スチレン-ブタジエン系共重合体、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル-酢酸ビニル系共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリル酸エステルなどを使用することも可能であり、2種または3種以上を併用してもよい。また、サイズ性を高める目的で、スチレン系サイズ剤、オレフィン系サイズ剤、アクリレート系サイズ剤、スチレン-アクリル系サイズ剤、カチオン性サイズ剤などの表面サイズ剤を併用することも可能である。また、本発明においては、必要に応じて分散剤、増粘剤、保水材、消泡剤、耐水化剤、着色剤、導電剤等、通常のクリア塗工に配合される各種助剤を適宜使用される。
 本発明に係る抗ウイルス性シートの坪量は、特に限定されず、必要に応じ一般的な範囲を設定することができるが、10~1000g/mの範囲であることが好ましく、10~300g/mの範囲であることがより好ましく、15~200g/mや20~90g/mの範囲であってもよい。坪量が1000g/mより大きいと、シート特有の、曲げやすさや断裁しやすさが劣り問題となる場合がある。シートが多層構造である場合、各層の坪量が10g/m以上であると、均一かつ製造時の取り扱いにおいて最低限の強度を持つシートを製造する点から好ましい。
 抗ウイルス性シートの厚さは、20~500μmの範囲であることが好ましく、30~200μmの範囲であることがさらに好ましい。シートが多層構造である場合、各層の厚さが20μm以上であることが、均一なシートを製造する点から好ましい。シートの密度については特に限定されない。
 本発明に係る抗ウイルス性シートが多層構造を有する場合、各層を一層ずつ製造した後で、公知の方法によりそれらを積層してもよく、各層を順次積層しながら形成してもよい。また各層の原料を同時に吐出させながら一括で多層を形成する、いわゆる同時多層式にシートを製造してもよい。各層を接着する方法は特に制限されず、公知の方法を用いることができる。例えば、接着剤を使う方法、熱ロールの間を通したり、熱風をあてることにより層同士を融着させたりする方法等を挙げることができる。
 本発明に係る抗ウイルス性シートが多層構造である場合、最外層が一層以上ラミネート処理されていてもよく、またいわゆる粘着ラベルシートのように、他の基材と接着するための接着層を最外層に有していてもよい。また、単層のシートを単純に積層したものでもよく、段ボールのように、1つ以上の層が立体構造を有していてもよい。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは、必要に応じて最外層に印刷を行ってもよい。
 本発明に係る抗ウイルス性シートは、金属イオンおよび/または金属粒子を担持するセルロース繊維を含む場合、シート1gあたり金属イオンおよび金属粒子を合計で0.20mg/g以上含有することが好ましく、0.25mg/g以上がより好ましく、0.30mg/g以上がさらに好ましく、0.60mg/g以上が最も好ましい。また、シート1gあたり金属イオンおよび金属粒子を合計で6.3mg/g以下含有することが好ましく、5.0mg/g以下や4.0mg/g以下としてもよい。
 シート1gあたりのシート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量を合計で0.20mg/g以上6.3mg/gとすることで、抗ウイルス機能などに優れたシートが容易に得られると共に、過剰な金属イオンおよび/または金属粒子による環境負荷の増大やシートの着色等を抑制することができる。
 抗ウイルス性シート中の金属イオンおよび金属粒子の含有量は、例えば、ICP発光分光分析(ICP-OES)によって測定(定量)することができる。
 また、金属含有セルロース繊維の含有量は、抗ウイルス性シートに対し0.5重量%以上であることが好ましい。金属含有セルロース繊維の含有量が少なすぎると、十分な抗ウイルス機能を付与することができない場合がある。上記含有量の上限値は特に限定されず、求める抗ウイルス、消臭、抗菌機能等の程度に応じて適宜調整できるが、100重量%であってもよい。金属含有セルロース繊維の含有量は、例えば、1~80重量%、2~60重量%、3~40重量%などにしてもよい。
 また、上述したように金属含有セルロース繊維の含有量が抗ウイルス性シートに対し0.5重量%以上であることが好ましいことから、抗ウイルス性シート中の一般セルロース繊維の含有量は99.5重量%以下であることが好ましい。一般セルロース繊維の含有量の下限値は特に限定されず、一般セルロース繊維を含まなくてもよい。
 本発明に係る抗ウイルス性シートはセルロース繊維を含んでなる。本発明におけるセルロース繊維の種類には特に限定はなく、必要に応じて任意の種類のものを用いることができる。また、それらのうち2種類以上のセルロース繊維を任意の比率で混合して用いてもよい。セルロース繊維の由来は特に制限されず、例として、植物由来、動物由来、藻類由来、微生物由来等のセルロース繊維を挙げることができ、中でも植物由来または微生物由来のセルロース繊維が好ましく、植物由来のセルロース繊維が特に好ましい。
 植物由来のセルロース繊維としては、例えば、木材、竹、麻、ジュート、ケナフ、農地残廃物、パルプ(針葉樹未漂白クラフトパルプ(NUKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹未漂白サルファイトパルプ(NUSP)、針葉樹漂白サルファイトパルプ(NBSP)、サーモメカニカルパルプ(TMP)、再生パルプ、古紙パルプ等)を挙げることができ、動物由来のセルロース繊維としては、例えばホヤ類由来のセルロース繊維、微生物由来のセルロース繊維としては、例えば酢酸菌(アセトバクター)由来のセルロース繊維を挙げることができる。
 本発明のシートが紙である場合、セルロース繊維としてLBKPおよび/または古紙パルプを含有することが好ましい。LBKPや古紙パルプは繊維長が比較的短く、これらのパルプを含むことで、平滑性に優れた紙を得ることができ、このように得られた紙は表面性や印刷適正(特に印刷面感)に優れる。
 本発明に用いられるセルロース原料の数平均繊維径および数平均繊維長は特に制限されるものではなく、必要に応じて任意の数平均繊維径および数平均繊維長のものを用いることができる。また数平均繊維径および数平均繊維長の異なる2種類以上のセルロース繊維を、任意の比率で混合して用いてもよい。例として、一般的なパルプの一つである針葉樹クラフトパルプ(NBKP)の場合は、数平均繊維径30~60μm程度、数平均繊維長3~5mm程度、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)の場合は、数平均繊維径10~30μm程度、数平均繊維長1~2mm程度である。
 (1)セルロース繊維の変性
 セルロース繊維は、グルコース単位あたり3つのヒドロキシル基を有しており、各種の化学変性処理を行うことが可能である。本発明では、処理後にアニオン基を有する化学変性処理を行うことが好ましい。
 アニオン基を導入したセルロース繊維としては、例えば、カルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維、リン酸基を有するリン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸基を有する亜リン酸エステル化セルロース繊維、硫酸基を有するスルホン化セルロース繊維などが挙げられる。本発明では、後述する工程においてセルロース繊維の少なくとも一部に金属イオンあるいは金属粒子を導入するために、セルロース繊維の少なくとも一部に対してカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を導入する変性(酸化)を行うことが好ましい。なお、本明細書において、セルロース繊維に導入されたアニオン基を酸基ということもある。
 ここで、カルボキシル基とは-COOHで表される基をいい、カルボキシレート基とは-COO-で表される基をいう。カルボキシレート基のカウンターイオンは特に限定されない。後述するように金属粒子がカルボキシレート基とのイオン結合を介して形成する場合はこの金属イオンがカウンターとなる。
 アニオン基(酸基)を有するセルロース繊維のアニオン基量は、一例として以下の方法により測定することができる。
 アニオン基(酸基)を有するセルロース繊維試料の0.5質量%スラリー(水分散液)60mlを調製し、0.1M塩酸水溶液を加えてpH2.5とした後、0.05Nの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHが11になるまで電気伝導度を測定し、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(a)を測定する。次いで、アニオン基(酸基)を有するセルロース繊維のアニオン基量〔mmol/g〕を、下式を用いて算出する。式中、xは、酸基の価数に相当する値であり、カルボキシル基、カルボキシレート基、亜リン酸基、スルホン酸基の場合は1、リン酸基の場合は2である。
a〔ml〕×0.05/アニオン基(酸基)を有するセルロース繊維の重量〔g〕/x
 また、カルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース繊維においては、カルボキシアルキル化処理によるアニオン基の量を定量する場合、以下の手法を用いることができる。
(1) カルボキシメチル化セルロース(絶乾)約2.0gを精秤して、300mL容共栓付き三角フラスコに入れる。
(2) メタノール1000mLに特級濃硝酸100mLを加えて得られた硝酸メタノール溶液100mLを加え、3時間振とうして、カルボキシメチルセルロース塩(カルボキシメチル化セルロース)を水素型カルボキシメチル化セルロースにする。
(3) 水素型カルボキシメチル化セルロース(絶乾)を1.5~2.0g精秤し、300mL容共栓付き三角フラスコに入れる。
(4) 80%メタノール15mLで水素型カルボキシメチル化セルロースを湿潤し、0.1NのNaOHを100mL加え、室温で3時間振とうする。
(5) 指示薬として、フェノールフタレインを用いて、0.1NのHSOで過剰のNaOHを逆滴定する。
(6) カルボキシアルキル置換度(DS)を、次式によって算出する:
A=[(100×F’-(0.1NのHSO)(mL)×F)×0.1]/(水素型アルボキシアルキル化セルロースの絶乾質量(g))
DS=0.162×A/(1-0.058×A)
A:水素型カルボキシアルキル化セルロースの1gの中和に要する1NのNaOH量(mL)
F':0.1NのNaOHのファクター
F:0.1NのHSOのファクター
 以下、セルロース繊維の表面におけるグルコース単位中にアニオン基を導入する方法について説明する。
 (1-1)酸化
 本発明において、セルロース繊維にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を導入する変性(酸化)の方法は、変性後のセルロース繊維がカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有していれば特に限定されず、公知の方法を用いることができる。
 一例としては、N-オキシル化合物、及び、臭化物、ヨウ化物若しくはこれらの混合物からなる群より選択される物質の存在下で酸化剤を用いて水中でセルロース原料を酸化する方法が挙げられる。この方法によれば、セルロース表面のグルコピラノース環のC6位の一級水酸基が選択的に酸化され、アルデヒド基、カルボキシル基、及びカルボキシレート基からなる群より選ばれる基が生じる。反応時のセルロース原料の濃度は特に限定されないが、5重量%以下が好ましい。
 N-オキシル化合物とは、ニトロキシラジカルを発生しうる化合物をいう。ニトロキシルラジカルとしては例えば、2,2,6,6-テトラメチルピペリジン1-オキシル(TEMPO)が挙げられる。N-オキシル化合物としては、目的の酸化反応を促進する化合物であれば、いずれの化合物も使用できる。
 N-オキシル化合物の使用量は、セルロース繊維を酸化できる触媒量であれば特に制限されない。例えば、絶乾1gのセルロースに対して、0.01mmol以上が好ましく、0.02mmol以上がより好ましい。上限は、10mmol以下が好ましく、1mmol以下がより好ましく、0.5mmol以下が更に好ましい。従って、N-オキシル化合物の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.01~10mmolが好ましく、0.01~1mmolがより好ましく、0.02~0.5mmolがさらに好ましい。
 臭化物とは臭素を含む化合物であり、例えば、水中で解離してイオン化可能な臭化アルカリ金属、例えば臭化ナトリウム等が挙げられる。また、ヨウ化物とはヨウ素を含む化合物であり、例えば、ヨウ化アルカリ金属が挙げられる。臭化物又はヨウ化物の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択すればよい。臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1mmol以上が好ましく、0.5mmol以上がより好ましい。上限は、100mmol以下が好ましく、10mmol以下がより好ましく、5mmol以下が更に好ましい。従って、臭化物及びヨウ化物の合計量は絶乾1gのセルロースに対して、0.1~100mmolが好ましく、0.1~10mmolがより好ましく、0.5~5mmolがさらに好ましい。
 酸化剤は、特に限定されないが例えば、ハロゲン、次亜ハロゲン酸、亜ハロゲン酸、過ハロゲン酸、それらの塩、ハロゲン酸化物、過酸化物などが挙げられる。中でも、安価で環境負荷が少ないことから、次亜ハロゲン酸又はその塩が好ましく、次亜塩素酸又はその塩がより好ましく、次亜塩素酸ナトリウムが更に好ましい。
 酸化剤の使用量は、絶乾1gのセルロースに対して、0.5mmol以上が好ましく、1mmol以上がより好ましく、3mmol以上が更に好ましい。上限は、500mmol以下が好ましく、50mmol以下がより好ましく、25mmol以下が更に好ましい。従って、酸化剤の使用量は絶乾1gのセルロースに対して、0.5~500mmolが好ましく、0.5~50mmolがより好ましく、1~25mmolがさらに好ましく、3~10mmolが最も好ましい。
 N-オキシル化合物を用いる場合、酸化剤の使用量はN-オキシル化合物1molに対して1mol以上が好ましい。上限は、40molが好ましい。従って、酸化剤の使用量はN-オキシル化合物1molに対して1~40molが好ましい。
 酸化反応時のpH、温度等の条件は特に限定されず、一般に、比較的温和な条件であっても酸化反応は効率よく進行する。反応温度は4℃以上が好ましく、15℃以上がより好ましい。上限は40℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましい。従って、温度は4~40℃が好ましく、15~30℃程度、すなわち室温であってもよい。
 反応液のpHは、8以上が好ましく、10以上がより好ましい。上限は、12以下が好ましく、11以下がより好ましい。従って、反応液のpHは、好ましくは8~12、より好ましくは10~11程度である。
 通常、酸化反応の進行に伴ってセルロース中にカルボキシル基が生成するため、反応液のpHは低下する傾向にある。そのため、酸化反応を効率よく進行させるためには、水酸化ナトリウム水溶液などのアルカリ性溶液を添加して、反応液のpHを上記の範囲に維持することが好ましい。酸化の際の反応媒体は、取扱い性の容易さや、副反応が生じにくいこと等の理由から、水が好ましい。
 酸化における反応時間は、酸化の進行の程度に従って適宜設定することができ、通常は0.5時間以上である。上限は通常は6時間以下、好ましくは4時間以下である。従って、酸化における反応時間は通常0.5~6時間、例えば0.5~4時間程度である。
 酸化は、2段階以上の反応に分けて実施してもよい。例えば、1段目の反応終了後に濾別して得られた酸化セルロースを、再度、同一又は異なる反応条件で酸化させることにより、1段目の反応で副生する食塩による反応阻害を受けることなく、効率よく酸化させることができる。
 カルボキシル基あるいはカルボキシレート基を導入する変性(酸化)の方法の別の例として、オゾン処理により酸化する方法が挙げられる。この酸化反応により、セルロースを構成するグルコピラノース環の少なくとも2位及び6位の水酸基が酸化されると共に、セルロース鎖の分解が起こる。
 オゾン処理は通常、オゾンを含む気体とセルロース原料とを接触させることにより行われる。気体中のオゾン濃度は、50g/m以上であることが好ましい。上限は、250g/m以下であることが好ましく、220g/m以下であることがより好ましい。従って、気体中のオゾン濃度は、50~250g/mであることが好ましく、50~220g/mであることがより好ましい。
 オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100重量%に対し、0.1量部以上であることが好ましく、5重量%以上であることがより好ましい。上限は、通常30重量%以下である。従って、オゾン添加量は、セルロース原料の固形分100重量%に対し、0.1~30重量%であることが好ましく、5~30重量%であることがより好ましい。
 オゾン処理温度は、通常0℃以上であり、好ましくは20℃以上である。上限は通常50℃以下である。従って、オゾン処理温度は、0~50℃であることが好ましく、20~50℃であることがより好ましい。オゾン処理時間は、通常は1分以上であり、好ましくは30分以上である。上限は通常360分以下である。従って、オゾン処理時間は、通常は1~360分程度であり、30~360分程度が好ましい。オゾン処理の条件が上述の範囲内であると、セルロースが過度に酸化及び分解されることを防ぐことができ、酸化セルロースの収率が良好となる。
 オゾン処理後に得られる結果物に対しさらに、酸化剤を用いて追酸化処理を行ってもよい。追酸化処理に用いる酸化剤は、特に限定されないが例えば、二酸化塩素、亜塩素酸ナトリウム等の塩素系化合物;酸素、過酸化水素、過硫酸、過酢酸などが挙げられる。対酸化処理の方法としては例えば、これらの酸化剤を水又はアルコール等の極性有機溶媒中に溶解して酸化剤溶液を作成し、酸化剤溶液中にセルロース原料を浸漬させる方法が挙げられる。
 カルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維のアニオン基量は、0.01~3.0mmol/gが好ましく、0.20~2.2mmol/gがより好ましい。アニオン基が0.01mmol/g未満であると、後述するセルロース繊維へ金属イオンあるいは金属粒子を担持する工程において、セルロース繊維表面に存在する金属粒子の量が十分でなく、抗ウイルス、消臭、抗菌機能に劣る場合がある。一方、アニオン基が3.0mmol/gを超えると、金属粒子の凝集が起こり、抗ウイルス、消臭、抗菌機能に劣る場合があると共に、酸化反応時に副反応としてセルロースの切断が起こりやすくなり、収率が低下する場合がある。
 酸化セルロース繊維中に含まれるアニオン基(カルボキシル基、カルボキシレート基)の量は、酸化剤の添加量、反応時間等の酸化条件をコントロールすることで調整することができる。
 (1-2)エーテル化
 エーテル化としては、後工程においてセルロース繊維に金属イオンを導入する都合上、反応後の官能基にカルボキシル基あるいはカルボキシレート基を含有する方法であればいずれの方法でもよく、公知の方法を用いることができる。例としては、カルボキシメチル(エーテル)化、カルボキシエチル(エーテル)化、カルボキシプロピル(エーテル)化、カルボキシブチル(エーテル)化等のカルボキシアルキルエーテル化や、カルボキシフェニル(エーテル)化 を挙げることができる。この中から一例としてカルボキシメチル化の方法を以下に説明する。
 カルボキシメチル化の方法は特に限定されず、公知の方法を用いることができる。例えば、発底原料としてのセルロース原料をマーセル化し、その後エーテル化する方法が挙げられる。カルボキシメチル化反応の際は通用溶媒を用いる。溶媒としては例えば、水、アルコール(例えば低級アルコール)及びこれらの混合溶媒が挙げられる。低級アルコールとしては例えば、メタノール、エタノール、N-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、N-ブタノール、イソブタノール、第3級ブタノールが挙げられる。
 混合溶媒における低級アルコールの混合割合は、通常は60重量%以上又は95重量%以下であり、60~95重量%であることが好ましい。溶媒の量は、セルロース原料に対し通常は3重量倍である。上限は特に限定されないが20重量倍である。従って、溶媒の量は3~20重量倍であることが好ましい。
 マーセル化は通常、発底原料とマーセル化剤を混合して行う。マーセル化剤としては例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等の水酸化アルカリ金属が挙げられる。マーセル化剤の使用量は、発底原料の無水グルコース残基当たり0.5倍mol以上が好ましく、1.0倍mol以上がより好ましく、1.5倍mol以上であることがさらに好ましい。上限は、通常20倍mol以下であり、10倍mol以下が好ましく、5倍mol以下がより好ましい、従って、0.5~20倍molが好ましく、1.0~10倍molがより好ましく、1.5~5倍molがさらに好ましい。
 マーセル化の反応温度は、通常0℃以上であり、好ましくは10℃以上である。上限は通常70℃以下、好ましくは60℃以下である。従って、反応温度は、通常0~70℃、好ましくは10~60℃である。反応時間は、通常15分以上、好ましくは30分以上である。上限は、通常8時間以下、好ましくは7時間以下である。従って、通常は15分~8時間、好ましくは30分~7時間である。
 エーテル化反応は通常、カルボキシメチル化剤をマーセル化後に反応系に追加して行う。カルボキシメチル化剤としては例えば、モノクロロ酢酸ナトリウムが挙げられる。カルボキシメチル化剤の添加量は、セルロース原料のグルコース残基当たり通常は0.05倍mol以上が好ましく、0.5倍mol以上がより好ましく、0.8倍mol以上であることがさらに好ましい。上限は、通常10.0倍mol以下であり、5倍mol以下が好ましく、3倍mol以下がより好ましい、従って、好ましくは0.05~10.0倍molであり、より好ましくは0.5~5倍molであり、更に好ましくは0.8~3倍molである。
 反応温度は通常30℃以上、好ましくは40℃以上であり、上限は通常90℃以下、好ましくは80℃以下である。従って反応温度は通常30~90℃、好ましくは40~80℃である。反応時間は、通常30分以上であり、好ましくは1時間以上である。上限は、通常は10時間以下、好ましくは4時間以下である。従って反応時間は、通常は30分~10時間であり、好ましくは1時間~4時間である。カルボキシメチル化反応の間必要に応じて、反応液を撹拌してもよい。
 カルボキシメチル化によりセルロース原料を変性する場合、得られるカルボキシメチル化セルロース繊維中の無水グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度は、0.01以上が好ましく、0.05以上がより好ましく、0.10以上であることがさらに好ましい。上限は、0.50以下が好ましく、0.40以下がより好ましく、0.35以下がさらに好ましい。従って、カルボキシメチル置換度は0.01~0.50が好ましく、0.05~0.40がより好ましく、0.10~0.30がさらに好ましい。
 (1-3)エステル化
 本発明において、セルロース繊維にリン酸基、亜リン酸基を導入する変性(エステル化)の方法は、いずれの方法でもよく、公知の方法を用いることができる。
 リン酸基を有するリン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸基を有する亜リン酸エステル化セルロース繊維は、リン酸基、亜リン酸基を有する化合物でエステル化されたセルロース繊維である。リン酸基、亜リン酸基を有する化合物としては、例えば、リン酸、ポリリン酸、亜リン酸、ホスホン酸、ポリホスホン酸、これらのエステルや塩が挙げられる。これらの化合物は、低コストであり、扱い易い。
 リン酸基、亜リン酸基を有する化合物の具体例としては、リン酸、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、リン酸三ナトリウム、ピロリン酸ナトリウム、メタリン酸ナトリウム、リン酸二水素カリウム、リン酸水素二カリウム、リン酸三カリウム、ピロリン酸カリウム、メタリン酸カリウム、リン酸二水素アンモニウム、リン酸水素二アンモニウム、リン酸三アンモニウム、ピロリン酸アンモニウム、メタリン酸アンモニウム、亜リン酸、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸水素アンモニウム、亜リン酸水素カリウム、亜リン酸二水素ナトリウム、亜リン酸ナトリウム、亜リン酸リチウム、亜リン酸カリウム、亜リン酸マグネシウム、亜リン酸カルシウム、亜リン酸トリエチル、亜リン酸トリフェニル、ピロ亜リン酸等が挙げられる。
 中でも、エステル化の効率が高く、かつ工業的に適用し易いという理由で、リン酸、リン酸のナトリウム塩、リン酸のカリウム塩、リン酸のアンモニウム塩、亜リン酸、亜リン酸のナトリウム塩、亜リン酸のカリウム塩、亜リン酸のアンモニウム塩が好ましく、リン酸二水素ナトリウム、リン酸水素二ナトリウム、亜リン酸水素ナトリウム、亜リン酸二水素ナトリウムがより好ましい。リン酸基、亜リン酸基を有する化合物は1種単独で用いてもよく、2種以上の組み合わせて用いてもよい。
 エステル化反応は、例えば、セルロース原料に対し、リン酸基、亜リン酸基を有する化合物を反応させて行う。セルロース原料とリン酸基、亜リン酸基を有する化合物を反応させる方法としては、例えば、セルロース原料にリン酸基、亜リン酸基を有する化合物の粉末又は水溶液を混合する方法、セルロース原料のスラリーにリン酸基、亜リン酸基を有する化合物の水溶液を添加する方法が挙げられる。
 これらの中でも、反応の均一性が高まり、かつエステル化効率が高くなるという理由で、セルロース原料又はそのスラリーにリン酸基、亜リン酸基を有する化合物の水溶液を混合する方法が好ましい。リン酸基、亜リン酸基を有する化合物の水溶液のpHは、リン酸基、亜リン酸基の導入の効率を高める観点から、7以下が好ましく、加水分解を抑える観点から、3~7がより好ましい。
 リン酸基、亜リン酸基を有する化合物の添加量の下限は、セルロース原料100重量部に対して、リン原子換算で、0.2重量部以上が好ましく、1重量部以上がより好ましい。この範囲であることにより、リン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸エステル化セルロース繊維の収率が向上しやすい。一方、その上限は、500重量部以下が好ましく、400重量部以下がより好ましい。この範囲であることにより、リン酸基、亜リン酸基を有する化合物の添加量に見合った収率で効率よく得ることができる。
 セルロース原料と、リン酸基、亜リン酸基を有する化合物を反応させる際、さらに塩基性化合物を反応系に加えてもよい。塩基性化合物を反応系に加える方法としては、例えば、セルロース原料のスラリーに添加する方法、リン酸基、亜リン酸基を有する化合物の水溶液に添加する方法、又はセルロース原料とリン酸基、亜リン酸基を有する化合物のスラリーに添加する方法が挙げられる。塩基性化合物は特に限定されないが、塩基性を示す窒素含有化合物が好ましい。なお、「塩基性を示す」とは、通常、フェノールフタレイン指示薬の存在下で塩基性化合物の水溶液が桃~赤色を呈すること、または塩基性化合物の水溶液のpHが7より大きいことを意味する。
 塩基性を示す窒素含有化合物は、本発明の効果を奏する限り特に限定されない。中でも、アミノ基を有する化合物が好ましい。例えば、尿素、メチルアミン、エチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、ピリジン、エチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミンが挙げられる。これらの中でも、低コストで扱いやすいという理由で、尿素が好ましい。
 塩基性化合物の添加量は、2~1000重量部が好ましく、100~700重量部がより好ましい。反応温度は、0~95℃が好ましく、30~90℃がより好ましい。反応時間は特に限定されないが、通常、1~600分程度であり、30~480分が好ましい。反応条件がこれらのいずれかの範囲内であると、セルロースに過度にリン酸基、亜リン酸基が導入されて溶解し易くなることを防ぐことができ、リン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸エステル化セルロース繊維の収率が向上しやすい。
 セルロース原料にリン酸基、亜リン酸基を有する化合物を反応させた後、通常は懸濁液が得られる。懸濁液は必要に応じて脱水し、脱水後には加熱処理を行うことが好ましい。これにより、セルロース原料の加水分解を抑えることができる。加熱温度は、100~170℃が好ましく、加熱処理の際に水が含まれている間は130℃以下(更に好ましくは110℃以下)で加熱し、水を除いた後、100~170℃で加熱することがより好ましい。
 リン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸エステル化セルロース繊維は、煮沸後、冷水で洗浄する等の洗浄処理を施すことが好ましい。
 リン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸エステル化セルロース繊維において、リン酸エステル化セルロース繊維、亜リン酸エステル化セルロース繊維に含まれるアニオン基(リン酸基、亜リン酸基)は、0.1~3.5mmоl/gが好ましい。
 (1-4)スルホン化
 スルホン化セルロース繊維は、硫酸基を有する化合物でスルホン化されたセルロース繊維である。硫酸酸基を有する化合物としては、例えば、硫酸、スルファミン酸、クロロスルホン酸、三酸化硫黄、これらのエステルや塩が挙げられる。これらの化合物は、低コストであり、扱い易い。
 本発明では、スルファミン酸が好ましく用いられる。スルファミン酸は、無水硫酸や硫酸水溶液等に比べてセルロースの溶解性が小さいだけでなく、酸性度が低いために重合度の保持が可能である。また、強酸性かつ高腐食性のある無水硫酸や硫酸水溶液に対して、取り扱いに制限がなく、大気汚染防止法の特定物質にも指定されていないため、環境に対する負荷が小さい。
 スルファミン酸の使用量は、セルロース繊維へのアニオン基(硫酸基)の導入量を考慮して適宜調整することができる。スルファミン酸は、例えば、セルロース分子中のグルコース単位1mol当たり、好ましくは0.01~50mol、より好ましくは0.1~30molで使用することができる。
 (2)セルロース繊維への金属イオンおよび/または金属粒子の担持
 本発明において、アニオン基、特にカルボキシル基又はカルボキシレート基を含有するセルロース繊維に対し、更にAg、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属元素の金属イオンおよび/または金属粒子を含有することにより、優れた抗ウイルス、消臭、抗菌機能が発現する。中でもAg及びCuの群から選ばれる1種以上のイオンを用いることにより、抗ウイルス、消臭、抗菌機能がさらに向上するため好ましい。
 アニオン基を有するセルロース繊維は、金属イオンあるいは金属粒子とセルロース繊維が化学的に結合しているため、シートに含有した際に、シートから金属成分が脱離しにくく、また引張強さ等の力学特性も良好であり、性能、強度が低下しないという特徴を有する。
 上記セルロース繊維に対し上記金属イオンを担持する方法としては、特に限定されず、例えば、予め調製したセルロース繊維の分散液と金属化合物水溶液を混合してもよく、セルロース繊維を含む分散液を基材の上に塗布して膜とし、当該膜に金属化合物水溶液を滴下して含浸させてもよい。このとき、膜は基材上に固定されたままであってもよいし、基材から剥離された状態であってもよい。
 詳細なメカニズムは不明であるが、これらの方法により、金属化合物に由来する金属イオンが、カルボキシレート基等のアニオン基と既にイオン結合していたナトリウムイオンと対イオン交換することでイオン結合を形成、あるいは配位することにより、セルロース繊維に対して金属イオンが付加されると推測される。この対イオン交換は、金属イオン同士のイオン化傾向の差によって起こると考えられる。
 ここで金属化合物水溶液とは、金属塩の水溶液である。金属塩の例には、錯体(錯イオン)、ハロゲン化物、硝酸塩、硫酸塩、および酢酸塩が挙げられる。
 金属化合物水溶液の濃度は特に限定されないが、セルロース繊維1gに対して0.2~2.2mmolが好ましく、0.4~1.8mmolがより好ましい。金属化合物を接触させる時間は適宜調整してよい。
 金属化合物を接触させる際の温度は特に限定されないが、2~50℃の範囲であることが好ましい。また、接触させる際の液のpHは特に限定されないが、pHが低いと、カルボキシル基に金属イオンが結合しにくくなるため、7~13の範囲であることが好ましく、pH8~12の範囲であることが特に好ましい。
 本発明では、上記のようにセルロース繊維に金属イオンを導入することにより効果を発揮するが、金属イオンの一部が還元され金属粒子になっている場合がある。また、必要に応じ、得られた金属イオン含有セルロース繊維に結合した金属イオンの一部を還元剤などの添加により還元することによって、セルロース繊維の表面上に金属粒子を部分的に形成させることも可能である。ただし、特別な還元処理を行わず、金属化合物の全量を金属のイオンのまま用いることが、抗ウイルス、抗菌、消臭機能の点から好ましい。
 上記で得られた金属含有セルロース繊維中の金属化合物を還元することによって金属粒子をセルロース繊維中に生成させる機構は明らかでないが、以下のように推察される。還元反応により金属化合物含有セルロース繊維中の金属化合物または金属化合物由来のイオンは還元されて金属となる。このとき、生成した金属は、セルロース繊維の表面に担持される。同様に生成した近隣の金属同士は一体化するので、粒子が形成される。一方、セルロース繊維の近傍に存在するものの、セルロース繊維と結合せずに存在していた金属化合物等も還元されて金属を生成する。この金属は、速やかにセルロース繊維表面の金属と一体化して金属粒子を形成する。
 還元反応は、公知の方法で行ってよいが、金属化合物を還元しつつ、金属化合物とセルロース繊維との結合を開裂しないように行うことが好ましい。このような還元方法の例には、水素による気相還元法、および水素化ホウ素ナトリウム水溶液などの還元剤を用いた液相還元法が含まれる。
 気相還元における時間、温度等の条件は適宜調整されるが、例えば50~60℃で1~3時間程度反応すればよい。気相還元反応は、酸化セルロース繊維が水や溶媒を含んでいない状態で行うことが好ましい。還元反応においては、膜は基材上に固定されたままであってもよいし、基材から剥離された状態であってもよい。液相還元の場合は、上記分散液から膜を得て、これを乾燥してあるいは乾燥しないまま還元反応に供することができる。また、分散液を乾燥することなく液相還元反応に供することもできる。液相還元における反応温度は4~40℃が好ましく、室温がより好ましい。
 金属粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡像またはX線回折から求められる。本発明においては、金属粒子の平均粒子径は、透過型電子顕微鏡像から求めた場合に1~50nmの範囲にあることが好ましい。具体的に透過型電子顕微鏡像から平均粒子径を求める方法としては、セルロース繊維の透過型電子顕微鏡像を準備し、その像から、複数の金属粒子の一次粒子の円相当径を求め、これらの値を平均して求める方法が挙げられる。
 セルロース繊維が金属イオンおよび/または金属粒子を含有していることは、走査型電子顕微鏡像、及び強酸による抽出液のICP発光分光分析で確認できる。つまり、金属イオンは走査型電子顕微鏡像では存在を確認できず、一方でICP発光分光分析では金属を含有していることを確認できる。これに対し、例えば上記金属がイオンから還元されて金属粒子として存在している場合は、走査型電子顕微鏡像で金属粒子を確認することができるので、金属イオンの有無を判定できる。また、走査型電子顕微鏡像と元素マッピングによっても金属イオンの有無を判定できる。つまり、走査型電子顕微鏡像では金属イオンを確認できないが、元素マッピングをすることで金属イオンが存在することを確認できる。
 前記金属イオンあるいは金属粒子を担持する工程において、セルロース繊維に対する前記金属イオンおよび/または金属粒子の含有量は、合計で10~100mg/gの範囲であることが好ましく、15~80mg/gの範囲であることがさらに好ましく、20~60mg/gの範囲であることが特に好ましい。合計で10mg/gより少ないと、抗ウイルス、消臭、抗菌機能が劣る場合がある。一方、合計で100mg/gを超えると、製造時に金属イオンが溶出し易くなり、排水処理の負荷が大きくなることがある。
 (3)叩解
 本発明におけるセルロース繊維は、前記変性処理を行う前から、前記金属担持処理を行った後の間に少なくとも1回以上叩解処理を行ってもよい。ここで叩解処理とは、繊維に機械的剪断力を与える処理のことである。叩解処理により、セルロース繊維の一部がフィブリル化し、表面積が増大することにより、一般的には乾燥時における繊維間結合を強くすることができるほか、本発明においては、特に金属含有セルロース繊維では叩解処理を行うことにより、金属イオンおよび/または金属粒子を担持させた後の抗ウイルス、消臭、抗菌効果をさらに高めることができる。
 一方、叩解処理を過剰に行い、セルロース繊維を過度に微細化しすぎると、パルプと配合して抄紙する際に歩留まりが低下したり、紙中に留まらず(残らず)、抗ウイルス、消臭、抗菌機能が低下したりするため好ましくない。叩解度合いの指標としては、カナダ標準ろ水度(CSF)を用いることができる。具体的には、ろ水度(CSF)が30ml未満であると、シートへの歩留まり減少により抗ウイルス、消臭、抗菌機能が低下し、ろ水度(CSF)が600mlを超えると、フィブリル化が不十分で抗ウイルス、消臭、抗菌機能が低下するおそれがある。このように、セルロース繊維のろ水度(CSF)を30~600mlとすることで、抗ウイルス、消臭、抗菌機能が向上する。
 得られた酸化セルロース繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した。次いで、CuCl(富士フイルム和光純薬社製)を、酸化セルロース繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させた。
 その後、十分な量の水による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、水を含浸させたCuイオン担持酸化セルロース繊維を得た(固形分:30質量%)。得られたCuイオン担持酸化セルロース繊維における金属イオンの含有量は43.8mg/gであり、Cuイオン担持酸化セルロース繊維のカナダ標準ろ水度(CSF)は500mlであった。
 1-2.抗ウイルス性シートの製造
 下記のようにしてシートサンプルを製造した。
(1)シート1(サンプル1-1)
 セルロース繊維として新聞古紙由来の脱墨古紙パルプ(日本製紙社製、CSF:300ml)を使用し、これに実験1で製造したCuイオン担持酸化セルロース繊維がセルロース繊維全体に対して1重量%となるように配合した。スリーワンモーターを用いて500rpmで攪拌しながら、セルロース繊維100重量%に対し、30重量%(固形分)の軽質炭酸カルシウム、0.7重量%(固形分)のポリ塩化アルミニウム、0.05重量%(固形分)の紙力向上剤を順次添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、丸型手抄き機を使用して坪量が60g/m、紙厚が120μm、灰分14%のシートを製造した。
(2)シート2(サンプル1-2)
 酸化澱粉(日本コーンスターチ社製、SK20)を5重量%含有するサイズプレス液を製造した。このサイズプレス液をシート1の両面に塗工し、常法によって乾燥した(塗工量:両面合計で1g/m)。
(3)シート3(サンプル1-3)
 シート2の片面に、RI-I型印刷機(石川島産業機械社製)を用いて、印刷直後のインキ着肉濃度が1.0となるようにヴァンテアンエコー墨(東洋インキ社製)をベタ印刷した。
(4)シート4(サンプル1-4)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して3重量%となるように配合した以外は、シート1と同様にしてシートを製造した。
(5)シート5(サンプル1-5)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して5重量%となるように配合した以外は、シート1と同様にしてシートを製造した。
(6)シート6(サンプル1-6)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して5重量%となるように配合した以外は、シート2と同様にしてシートを製造した。
(7)シート7(サンプル1-7)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して5重量%となるように配合した以外は、シート3と同様にしてシートを製造した。
(8)シート8(サンプル1-8)
 セルロース繊維としてLBKP(日本製紙社製、CSF:480ml)を使用し、これに実験1で製造したCuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して4重量%となるように配合した。セルロース繊維100重量%に対し、0.16重量%のサイズ剤、1.50重量%の硫酸バンド、0.70重量%のカチオン化澱粉を順次添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、抄紙機を用いて速度250m/minで抄紙し、カレンダー処理を行い、坪量が71.0g/m、紙厚が105μmのシートを製造した。
(9)シート9(サンプル1-9)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して7重量%となるように配合した以外は、シート8と同様にしてシートを製造した。
(10)シート10(サンプル1-10)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して10重量%となるように配合した以外は、シート8と同様にしてシートを製造した。
(11)シート11(サンプル1-11、比較例)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維を使用しない以外は、シート1と同様にしてシートを製造した。
(12)シート12(サンプル1-12、比較例)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維を使用しない以外は、シート8と同様にしてシートを製造した。
(13)シート13(サンプル1-13、比較例)
 Cuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して1重量%となるように配合した以外は、シート8と同様にしてシートを製造した。
 3-3.抗ウイルス性シートの評価
 得られた抗ウイルス性シートについて、以下に示す方法により、抗ウイルス機能などを評価した。
[銅の含有量]
 シート1gあたりの金属イオンおよび金属粒子の含有量(mg/g)は、ICP発光分光分析(ICP-OES)により、下記の手順によって測定した。
(1) 測定の前に測定用試料を乾燥(50℃、1日)させておく
(2) 乾燥させた測定用試料0.1gを秤量し、50ml容のビーカーに入れる
(3) 濃硝酸をホールピペットで10ml取り、測定用試料の入ったビーカーに加えて測定サンプル液を作成する(10倍希釈)
(4) 30分間静置してから、シリンジフィルターに通して測定サンプル液から繊維分を除去(ろ過)する
(5) ろ過した測定サンプル液をマイクロピペットで1ml取り、蒸留水を49ml入れた試験管に加える(50倍希釈)
(6) 試験管の蓋をしっかり閉め、振って攪拌する
(7) ICP-OES(Agilent Technology社製、ICP-OES 5110)を使用して、金属イオンおよび金属粒子の含有量を測定(定量)する
(8) ICP-OESによる定量結果(ppb)から、シート1gあたりの金属イオンおよび金属粒子の含有量(mg/g)を下式に基づいて算出する。
(ICP-OESによる定量結果(ppb)×10×50)/(測定用試料の重量(g))×1000/1000000000
[抗ウイルス機能]
 抗ウイルス機能試験は、JIS L 1922:2016にて実施し、抗ウイルス活性値(Mv)を算出した。試験に供したシートの重量は0.4gであり、試験ウイルスとして、下記の2種を使用した。
・インフルエンザウイルス(H3N2、ATCC VR―1679)
・ネコカリシウイルス(Strain:F-9 ATCC VR-782)
[消臭機能]
 消臭機能試験は、SEKマーク繊維製品認証基準(JEC301、繊維評価技術協議会)の方法にて、アンモニアを対象として、試験資料サイズ100cmで実施した。以下の基準で消臭機能を評価した。
◎(非常に良い): アンモニアの減少率が80%以上
○(良い)   : アンモニアの減少率が70%以上80%未満
×(悪い)   : アンモニアの減少率が70%未満
[抗菌機能]
 JIS L1902「繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果」に従い、ハロー法による定性試験を実施した。具体的には、大腸菌を含んだ寒天培地を作製し、その上に抗ウイルス性シートの5cm×5cmの試験片を載せ、37℃で17時間培養後、試料の周りにできた試験菌の「生育阻止帯」の有無を確認した。以下の基準で抗菌機能を評価した。
○:生育阻止帯が認められ抗菌機能を有する。
×:生育阻止帯が認められず、抗菌機能を有さない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 上記の結果から明らかなように、本発明によれば、優れた抗ウイルス機能、消臭機能、抗菌機能を有する抗ウイルス性シートを製造することができた。
 実験2
 2-1金属イオン含有セルロース繊維の製造
(1)セルロース繊維1
 針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)5.00g(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社)39mg(絶乾1gのセルロースに対し0.05mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。
 次いで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが5.5mmol/gになるように反応系に添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した(酸化反応に要した時間:約90分)。
 反応後の混合物をガラスフィルターで濾過した後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、水を含浸させた酸化セルロース繊維を得た(固形分:10質量%、パルプ収率:90%、カルボキシル基量:1.68mmol/g)。
 得られた酸化セルロース繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した。次いで、CuCl(富士フイルム和光純薬社製)を、酸化セルロース系繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、酸化セルロース系繊維にCuイオンを含有させた。
 その後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、水を含浸させたCuイオン担持セルロース繊維を得た(固形分:30質量%)。得られた金属イオン含有セルロース系繊維における金属イオンの含有量は40mg/gであり、金属イオン含有セルロース系繊維のろ水度は500mlであった。
(2)セルロース繊維2
 パルプを混ぜることが出来る撹拌機に、針葉樹晒クラフトパルプ(NBKP、日本製紙製)を乾燥質量で200g、水酸化ナトリウムを乾燥質量で111g加え、パルプ固形分が20%(w/v)になるように水を加えた。その後、30℃で30分攪拌した後にモノクロロ酢酸ナトリウムを216g(有効成分換算)添加した。30分撹拌した後に、70℃まで昇温し1時間撹拌した。その後、反応物を取り出して中和、洗浄して、カルボキシルメチル化セルロース系繊維を得た(グルコース単位当たりのカルボキシメチル置換度:0.25)。
 上記操作にて得られたカルボキシメチル化セルロース系繊維(CM化セルロース系繊維)分散液のpHを8.5に調整し、濃度1.0mmol/g(CM化セルロース系繊維1g当たり)になるように、CuCl水溶液を加えて15分撹拌した。これにより、CM化セルロース系繊維にCuイオンを含有させ、洗浄して未反応の金属塩を除去することでCuイオン担持セルロース系繊維(金属イオン含有セルロース系繊維)を得た。得られた金属イオン含有セルロース系繊維に対する金属イオン(Cu)の含有量は31.3mg/gであった。
(3)セルロース繊維3
 リン酸二水素ナトリウム二水和物6.75g、リン酸水素二ナトリウム4.83gを19.62gの水に溶解させ、反応液を得た。針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)に、濃度が4%になるように水を加えた。その後、ダブルディスクリファイナーを用いて、CSFが200ml、長さ平均繊維長が0.7mmになるまで叩解した。これにより得たセルロース懸濁液を0.3%に希釈し、含水率90%、固形分(絶乾質量)3gのパルプシートを得た。このパルプシートを前記反応液31.2gに浸漬させ、105℃の送風乾燥機で1時間加熱後、さらに150℃で1時間加熱処理して、セルロース系繊維にリン酸基を導入した。次いで、セルロース系繊維にリン酸基を導入したパルプシートに500mlのイオン交換水を加え、撹拌洗浄後、脱水した。脱水後のシートを300mlのイオン交換水で希釈し、撹拌しながら、1Nの水酸化ナトリウム水溶液5mlを少しずつ添加し、pHが12~13のセルロース懸濁液を得た。その後、このセルロース懸濁液を脱水し、500mlのイオン交換水を加えて洗浄を行った。また、FT-IRによる赤外線吸収スペクトルの測定により、1230~1290cm-1にリン酸基に基づく吸収が見られ、リン酸基の付加が確認された。この時のリン酸基導入量は、微細繊維状セルロース1g(質量)あたり2.1mmol/gであった。
 上記リン酸エステル化セルロース系繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した後、CuCl(富士フイルム和光純薬製)を、リン酸エステル化セルロース系繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、リン酸エステル化セルロース系繊維にCuイオンを含有させた。
 これに対し、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、固形分30質量%の、水を含浸させたCuイオン担持セルロース系繊維(金属イオン含有セルロース系繊維)を得た。リン酸エステル化セルロース系繊維に対する金属イオンの含有量は41mg/gであった。
(4)セルロース繊維4
 亜リン酸水素ナトリム・5水和物13gと尿素10.8gと水76.2gとを混合して反応液を調製した。反応液100gと針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)乾燥重量10gとを混合し、105℃で乾燥した。乾燥したパルプを170℃で2時間反応させ、水洗とろ過を2回繰返し、無機物からなる陽イオンを含む亜リン酸のエステルが導入された亜リン酸エステル化セルロース系繊維を得た。亜リン酸基導入量は微細繊維状セルロース1g(質量)あたり1.2mmol/gであった。
 上記亜リン酸エステル化セルロース系繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した後、CuCl(富士フイルム和光純薬製)を、亜リン酸エステル化セルロース系繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、亜リン酸エステル化セルロース系繊維にCuイオンを含有させた。
 その後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、固形分30質量%の、水を含浸させたCuイオン担持セルロース系繊維(金属イオン含有セルロース系繊維)を得た。亜リン酸エステル化セルロース系繊維に対する金属イオンの含有量は42mg/gであった。
(5)セルロース繊維5
 スルファミン酸20g、尿素10gと水100mlを混合して、反応液を調製した。この反応液130gに針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)2g(乾燥重量)を加えて、調製したスラリーを10分間撹拌した。撹拌後、スラリーをろ紙を用いて吸引ろ過し、パルプシートを作製した。パルプシートを50℃に設定した乾燥機に入れて含水率が平衡状態になるまで乾燥した。乾燥したパルプを120℃、30分で加熱した。加熱反応後、反応させたパルプを中性になるまで純水で洗浄して、スルファミン酸/尿素処理したスルホン化セルロース系繊維を調製した。この時のスルホン基の導入量は0.9mmol/gであった。
 上記スルホン化セルロース系繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した後、CuCl(富士フイルム和光純薬製)を、スルホン化セルロース系繊維1gに対する濃度が0.5mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、スルホン化セルロース系繊維にCuイオンを含有させた。
 次いで、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、固形分30質量%の、水を含浸させたCuイオン担持セルロース系繊維(金属イオン含有セルロース系繊維)を得た。スルホン化セルロース系繊維に対する金属イオンの含有量は21mg/gであった。
 2-2.抗ウイルス性シートの製造
 金属イオン含有セルロース系繊維5%、金属イオンを含有しないセルロース系繊維(一般セルロース系繊維)として広葉樹晒クラフトパルプ(ろ水度600mlのLBKP;日本製紙製)95%を配合したものに、さらに水を加えて固形分濃度0.5質量%の水分散体を調製した。
 これを丸型手抄き機にて、坪量30g/mとなるように抄紙し、プレス装置にて脱水し、さらにシリンダードライヤーにより85℃で乾燥させることにより、直径約16cmの丸型抗ウイルス性シートを作製した。
 また、比較例として、金属含有セルロース系繊維を配合せず、金属イオンを含有しないセルロース系繊維として広葉樹晒クラフトパルプ(ろ水度600mlのLBKP;日本製紙株式会社)の配合割合を100%にしたこと以外は、上記と同様の方法でシートを作製した(サンプル2-6)。
 2-3.抗ウイルス性シートの評価
 得られたシートサンプルについて、実験1と同様の方法で抗ウイルス特性を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 上記の結果から明らかなように、金属含有セルロース系繊維を含有する本発明のシートは、高い抗ウイルス特性を示した。一方、金属含有セルロース系繊維を含有しなかったシートは、抗ウイルス特性は低かった。
 実験3
 3-1.金属イオン含有セルロース繊維の製造
 針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)5.00g(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社)39mg(絶乾1gのセルロースに対し0.05mmol)と臭化ナトリウム514mg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。
 次いで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが5.5mmol/gになるように反応系に添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した(酸化反応に要した時間:90分)。
 反応後の混合物をガラスフィルターで濾過した後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、水を含浸させた酸化セルロース繊維を得た(固形分:10質量%、パルプ収率:90%、カルボキシル基量は1.68mmol/g)。
 得られた酸化セルロース繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した。次いで、CuCl(富士フイルム和光純薬社製)を、酸化セルロース繊維1gに対する濃度が1.6mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させた。
 その後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、水を含浸させたCuイオン担持セルロース繊維を得た(固形分:30質量%)。得られた金属イオン含有セルロース系繊維における金属イオンの含有量は40mg/gであり、金属イオン含有セルロース系繊維のろ水度は500mlであった。
 3-2.不織布の製造
 上記金属イオン含有セルロース系繊維10%、金属イオンを含有しないセルロース系繊維(一般セルロース系繊維)として針葉樹晒クラフトパルプ(ろ水度600mlのNBKP;日本製紙製)20%、合成繊維としてPET繊維(帝人フロンティア製、エコペット)を繊維長5mmに裁断したもの30%、バインダー繊維(芯鞘型ポリエステル系複合繊維、鞘部分の融点:100~160℃、芯部分:ポリエチレンテレフタレート)40%を配合したものに、水を加えて固形分濃度0.5質量%の水分散体を調製した。
 これを丸型手抄き機にて、坪量30g/mとなるように抄紙し、プレス装置にて脱水し、さらにシリンダードライヤーにより85℃で乾燥させることにより、直径約16cmの丸型不織布を作製した(サンプル3-1)。
 また、比較例として、不織布を製造する工程において、金属含有セルロース系繊維を配合せず、金属イオンを含有しないセルロース系繊維(ろ水度600mlのNBKPパルプ、日本製紙製)の配合割合を30%にしたこと以外は、上記と同様の方法で不織布を作製した(サンプル3-2)。
 3-3.不織布の評価
 得られた不織布について、実験1と同様にして抗ウイルス特性を評価した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 上記の結果から明らかなように、金属含有セルロース系繊維及び合成繊維を含有する不織布は、高い抗ウイルス特性を示した。一方、金属含有セルロース系繊維を含有しなかった不織布は、抗ウイルス特性を示さなかった。
 実験4
 4-1.Cuイオン担持酸化セルロース繊維の製造
 針葉樹由来の漂白済み未叩解クラフトパルプ(白色度85%)275BDkg(絶乾)をTEMPO(Sigma Aldrich社製)1.07kg(絶乾1gのセルロースに対し0.25mmol)と臭化ナトリウム28.3kg(絶乾1gのセルロースに対し1.0mmol)を溶解した水溶液500mlに加え、パルプが均一に分散するまで撹拌した。
 次いで、次亜塩素酸ナトリウム水溶液を次亜塩素酸ナトリウムが5.2mmol/gになるように反応系に添加し、室温にて酸化反応を開始した。反応中は系内のpHが低下するが、3M水酸化ナトリウム水溶液を逐次添加し、pH10に調整した。次亜塩素酸ナトリウムを消費し、系内のpHが変化しなくなった時点で反応を終了した(酸化反応に要した時間:約90分)。
 反応後の混合物をスクリュープレスで脱水した後、十分な水の量による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、水を含浸させた酸化セルロース繊維を得た(固形分:10質量%、パルプ収率:90%、カルボキシル基量:1.68mmol/g)。
 得られた酸化セルロース繊維に対し、水を加えて固形分濃度2%の分散液とし、pHを9.0に調整した。次いで、CuCl(富士フイルム和光純薬製)を加え、酸化セルロース繊維1gに対する濃度が1.0mmol/gになるよう撹拌しながら加え、さらに30分間撹拌することにより、酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させた。
 その後、十分な量の水による水洗、ろ過を2回繰り返すことにより、未反応の金属塩を除去し、水を含浸させたCuイオン担持酸化セルロース繊維を得た(固形分:30質量%)。得られたCuイオン担持酸化セルロース繊維における金属イオンの含有量は43.8mg/gであり、Cuイオン担持酸化セルロース繊維のカナダ標準ろ水度(CSF)は500mlであった。
 4-2.抗ウイルス性シートの製造
(1)サンプル4-1
 セルロース繊維としてLBKP(日本製紙製、CSF:470ml)を使用し、これにCuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して6重量%となるように配合した。そこに軽質炭酸カルシウムを紙中灰分5%となるように添加した。セルロース繊維100重量%に対し、0.80重量%のカチオン化澱粉を添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、抄紙機を用いて速度540m/minで抄造した。
 酸化澱粉(日本コーンスターチ製、SK20)を100重量質量部に対し、原塩を3.5重量質量部添加し、固形分濃度11質量%に調製した表面処理液を調製し、ゲートロールコーター(GRC)を用いて塗工した(両面塗布量:約1.6g/m)。乾燥後、カレンダー処理をし、坪量約80g/mの紙を得た。
(2)サンプル4-2
 セルロース繊維としてLBKP(日本製紙製、CSF:470ml)を使用し、これにCuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して3重量%となるように配合した(軽質炭酸カルシウム無配合)。セルロース繊維100重量%に対し、0.80重量%のカチオン化澱粉を添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、抄紙機を用いて速度540m/minで抄造した。
 酸化澱粉(日本コーンスターチ製、SK20)を100重量部に対し、アニオン性サイズ剤(ハリマ化成)を5.6部、原塩を3.5重量部添加し、固形分濃度11質量%に調製した表面処理液を調製し、ゲートロールコーター(GRC)を用いて塗工した(両面塗布量:約1.6g/m)。乾燥後、カレンダー処理をし、坪量約80g/mの紙を得た。
(3)サンプル4-3
 タルクを紙中灰分5%となるように添加した以外は、サンプル4-2と同様にして抄造した。
(4)サンプル4-4
 セルロース繊維としてLBKP(日本製紙製、CSF:480ml):NBKP(日本製紙製、CSF:590ml)=72:24となるように混合し、これにCuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して4重量%となるように配合した。セルロース繊維100重量%に対し、0.16重量%のサイズ剤、1.50重量%の硫酸バンド(硫酸アルミニウム)、0.70重量%のカチオン化澱粉を順次添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、抄紙機を用いて速度250m/minで抄紙し、カレンダー処理を行い、シートを製造した(坪量:71.0g/m、紙厚:105μm)。
(5)サンプル4-5
 セルロース繊維としてLBKP(日本製紙製、CSF:470ml)を使用し、これにCuイオン担持酸化セルロース繊維をセルロース繊維全体に対して3重量%となるように配合した。そこに軽質炭酸カルシウムを紙中灰分10%となるように添加した。セルロース繊維100重量%に対し、0.80重量%のカチオン化澱粉を添加し、パルプスラリーを調製した。得られたパルプスラリーから、抄紙機を用いて速度540m/minで抄造した。
酸化澱粉(日本コーンスターチ製、SK20)を100質量部に対し、アニオン性サイズ剤(ハリマ化成)を1.4部、原塩を3.5質量部添加し、固形分濃度11質量%に調製した表面処理液を調製し、ゲートロールコーター(GRC)を用いて塗工した(両面塗布量:約1.6g/m)。乾燥後、カレンダー処理をし、坪量約80g/mの紙を得た。
 4-3.抗ウイルス性の評価
 得られたシートについて、実験1と同様にして抗ウイルス機能などを評価した。また、金属溶出量などについては、下記のように評価した。
[坪量] JIS P8124に準じて測定した。
[紙厚] JIS P8118に準じて測定した。
[ISO白色度] JIS P8148に準じて、色差計(村上色彩、CMS-35SPX)を用いて測定した。
[ISO不透明度] JIS P8149に準じて測定した。
[色相] JIS P8150に準じて測定した。
[ステキヒトサイズ度] JIS P8122に準じて測定した。
[ペン書きサイズ度] J.TAPPI No.12に準じて測定した。
[紙面pH]
 pHメーター(HORIBA製、F-24型)に表面測定用不ガラス電極(HORIBA製、フラット型pH複合電極6261-10C)を取り付け、下記の手順にて測定した。
(1) 電極を純水で洗浄する
(2) 電極の先端に純水1滴をつける
(3) 測定試料の表面に電極先端を接し、1分後の値を評価する
(4) (1)~(3)を5回繰り返し、その平均値を紙面pHとして記録する
[金属溶出量]
 銅およびアルミニウムについて、シート0.8gあたりの金属イオンおよび金属粒子の超純水100ml中への溶出量を、ICP発光分光分析(ICP-OES)により、下記の手順によって測定した。
(1) 測定の前に測定用試料を乾燥(50℃、1日)させておく
(2) 300ml容のカップに超純水を入れる(30℃、100ml)
(3) 乾燥させた測定用試料0.8gを(2)のカップに入れ蓋する
(4) 30分間、30℃で静置してから、シリンジフィルターに通して測定サンプル液から繊維分を除去(ろ過)する
(5) ろ過した測定サンプル液49mlを試験管に入れ、マイクロピペットで濃硝酸を1ml加える
(6) 試験管の蓋をしっかり閉め、振って攪拌する
(7) ICP-OES(Agilent Technology社製、ICP-OES 5110)を使用して、金属イオンおよび金属粒子の含有量を測定(定量)する
(8) ICP-OESによる定量結果から、シート0.8gあたりの金属イオンおよび金属粒子の超純水100ml中への溶出量を下式に基づいて算出する。
ICP-OESによる定量結果(ppb)×50/49
[消臭機能]
 消臭機能試験は、SEKマーク繊維製品認証基準(JEC301、繊維評価技術協議会)の方法にて、硫化水素を対象として、試験資料サイズ100cmで実施した。以下の基準で消臭機能を評価した。
◎(非常に良い): 硫化水素の減少率が80%以上
○(良い)   : 硫化水素の減少率が70%以上80%未満
×(悪い)   : 硫化水素の減少率が70%未満
[抗菌機能]
 JIS L1902「繊維製品の抗菌性試験方法及び抗菌効果」に従い、ハロー法による定性試験を実施した。具体的には、大腸菌および黄色ブドウ球菌を含んだ寒天培地を作製し、その上に抗ウイルス性シートの5cm×5cmの試験片を載せ、37℃で17時間培養後、試料の周りにできた試験菌の「生育阻止帯」の有無を確認した。以下の基準で抗菌機能を評価した。
○:生育阻止帯が認められ抗菌機能を有する。
×:生育阻止帯が認められず、抗菌機能を有さない。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 上記の結果から明らかなように、本発明によれば、優れた抗ウイルス機能、消臭機能、抗菌機能を有する抗ウイルス性シートを製造することができた。

Claims (14)

  1.  セルロース繊維を含有する抗ウイルス性シートであって、
     JIS L 1922:2016(繊維製品の抗ウイルス性試験方法)に基づいて測定したインフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が2.0以上である、上記シート。
  2.  前記セルロース繊維が、アニオン基を有するセルロース繊維として、カルボキシル基またはカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維;および/または、カルボキシアルキル基を有するカルボキシアルキル化セルロース繊維;を含んでなる、請求項1に記載のシート。
  3.  前記アニオン基を有するセルロース繊維中のアニオン基量が0.01~3.0mmol/gである、請求項2に記載のシート。
  4.  セルロース繊維が、Cuおよび/またはAgを金属イオンおよび/または金属粒子として含有し、シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が6.3mg/g以下である、請求項1~3のいずれかに記載のシート。
  5.  セルロース繊維が、Cuを金属イオンおよび/または金属粒子として含有する、請求項1~4のいずれかに記載のシート。
  6.  LBKPおよび/または古紙パルプをさらに含有する、請求項1~5のいずれかに記載のシート。
  7.  シート中の金属イオンおよび/または金属粒子の含有量が合計で0.20~6.3mg/gである、請求項1~6のいずれかに記載のシート。
  8.  インフルエンザウイルスまたはネコカリシウイルスに対する抗ウイルス活性値(Mv)が3.0以上である、請求項1~7のいずれかに記載のシート。
  9.  前記シートが紙である、請求項1~8のいずれかに記載のシート。
  10.  片面もしくは両面にクリア塗工層を有する、請求項9記載のシート。
  11.  請求項1~10のいずれかに記載のシートを製造する方法であって、セルロース繊維を含むスラリーからシートを形成させる工程を含む、上記方法。
  12.  前記スラリーが、LBKPおよび/または古紙パルプをさらに含む、請求項11に記載の方法。
  13.  前記シートが、1~15重量%の前記セルロース繊維を含んでなる、請求項11または12に記載の方法。
  14.  前記スラリーが炭酸カルシウムを含有し、シートの坪量が20~90g/mであり、シートが抄紙機を用いて抄造される、請求項11~13に記載の方法。
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