(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維に対し、Ag、Au、Pt、Pd、Ni、Mn、Fe、Ti、Al、Zn及びCuの群から選ばれる1種以上の金属元素のイオンを含有してなる金属イオン含有セルロース繊維を含み、
前記セルロース繊維の酸基の量は、0.2〜2.2mmol/gであり、
坪量7〜40g/m2、
前記金属イオン含有セルロース繊維の含有割合が5〜15wt%である衛生薄葉紙。
吸収コアと、前記吸収コアを被覆し、又は前記吸収コアに積層されるコアラップシートと、前記コアラップシートの少なくとも一方の面を覆う液透過性の外層シートと、を有する吸収性物品であって、
前記コアラップシートは、請求項1又は2に記載の衛生薄葉紙である、吸収性物品。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明の実施形態に係る衛生薄葉紙は、表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を有する酸化セルロース繊維に対し、Ag、Au、Pt、Pd、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イオンを含有してなる金属イオン含有セルロース繊維を含む。
この金属イオン含有セルロース繊維は、セルロース繊維表面にカルボキシル基又はカルボキシレート基を導入した酸化セルロース繊維に対し、金属化合物水溶液を接触させることによって得ることができる。また、本発明の実施形態に係る衛生薄葉紙の製造方法としては、酸化セルロース繊維を含む原料を抄造したシートに上記金属化合物水溶液を接触させる方法の他、予め酸化セルロース繊維に金属イオンを含有させ、この金属イオン含有セルロース繊維を含む原料を抄造する方法を例示することできる。
【0012】
上記酸化セルロース繊維は、N−オキシル化合物を触媒に用いて木材パルプなどのセルロース繊維を酸化することにより製造できる。この酸化反応により、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、表面に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が得られる。原料のセルロースは天然セルロースが好ましい。上記酸化反応は、水中で行うことが好ましい。反応におけるセルロース繊維の濃度は特に限定されないが、5質量%以下が好ましい。N−オキシル化合物の量は、反応系に対し0.1〜4mmol/L程度であればよい。反応には公知の共酸化剤を用いてもよい。共酸化剤の例には、ジ亜ハロゲン酸またはその塩が含まれる。共酸化剤の量は、N−オキシル化合物1molに対して1〜40molが好ましい。
反応温度は4〜40℃が好ましく、室温がより好ましい。反応系のpHは8〜11が好ましい。酸化の度合いは、反応時間、N−オキシル化合物の量等により適宜調整できる。
このようにして得た酸化セルロース繊維は、表面に酸基が存在し、内部にはほとんど酸基は存在しない。これはセルロース繊維が結晶性であるため、酸化剤が繊維の内部にまで拡散しにくいためと考えられる。
【0013】
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。酸化セルロース繊維を製造する際の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。そして、後述する金属のイオンが上記カウンターイオンと置き換わってカルボキシレート基とイオン結合する。また、カルボキシル基は、例えば銅イオンなどの金属イオンと配位すると思われる。カルボキシル基またはカルボキシレート基を合わせて「酸基」ともいう。
酸基の含有量は、特開2008−001728号公報の段落0021に開示されている方法によって測定できる。すなわち、精秤した乾燥セルロース試料を用いて0.5〜1質量%のスラリー60mLを調製し、0.1mol/Lの塩酸水溶液によってpHを約2.5とする。その後、0.05mol/Lの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して電気伝導度測定を行う。測定はpHが約11になるまで続ける。電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階を示すまでに消費された水酸化ナトリウム量(V)から、下式を用いて酸基量X1を求める。
X1(mmol/g)=V(mL)×0.05/セルロースの質量(g)
【0014】
上記セルロース繊維の酸基の量は、0.2〜2.2mmol/gが好ましい。酸基の量が0.2mmol/g未満であると、セルロース繊維表面に存在する金属イオンの量が十分でなく、消臭機能に劣る場合がある。酸基の量が2.2mmol/gを超えると、衛生薄葉紙の抄紙の際のろ水性が悪化し、脱水負荷が大きくなる場合がある。
【0015】
次に、上記酸化セルロース繊維に対し、上記金属の化合物を含む水溶液を接触させ、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とイオン結合を形成する。なお、カルボキシル基は電離してカルボキシレート基を経て金属イオンとイオン結合するか、上述のように金属イオンと配位すると思われる。
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、および酢酸塩が含まれる。金属塩は水溶性であることが好ましい。
金属化合物の接触方法に関しては、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添加して含浸させてもよい。このとき、膜は基板上に固定されたままであってもよいし、基板から剥離された状態であってもよい。
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。接触させる際の温度は特に限定されないが20〜40℃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が好ましく、pH8〜12が特に好ましい。
【0016】
酸化セルロース繊維が金属イオンを含有(配位)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。
金属イオンとして、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、抗菌機能が付与される。一方、セルロース繊維の酸基のすべてに金属粒子が結合しなくても良く、残存した酸基も臭い成分であるアンモニア等を中和することができ、消臭機能が発揮される。
【0017】
衛生薄葉紙は、セルロース繊維を含む抄紙原料を抄紙してなる。上記セルロース繊維以外の抄紙原料としては、例えば針葉樹パルプ(NBKP)又は広葉樹パルプ(LBKP)などのバージンパルプや、古紙から再生した古紙パルプを用いることができる。これらパルプは衛生用紙の要求品質に合わせて、適宜所定の種類及び配合割合で適宜配合される。抄紙原料は、要求品質及び操業の安定のために様々な薬品を添加(内添)してもよく、これら薬品としては、柔軟剤、嵩高剤、染料、分散剤、湿潤紙力増強剤、乾燥紙力剤、濾水向上剤、ピッチコントロール剤、歩留向上剤などが挙げられる。
衛生薄葉紙中の上記金属イオン含有セルロース繊維の含有割合は、3〜30wt%とすることが好ましく、5〜15wt%とすることがより好ましい。
上記金属イオン含有セルロース繊維の含有割合が3wt%未満であると、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、消臭機能に劣る場合がある。衛生薄葉紙が上記金属イオン含有セルロース繊維のみから成っていてもよいが、抄紙時の脱水負荷が大きくなる場合がある。
【0018】
得られた衛生薄葉紙の坪量を例えば7〜40g/m
2とすることができる。又、衛生薄葉紙の強度として、GMT値{(DMD×DCD)
1/2}を60〜420(N/m)とすることができる。
DMD及びDCDは、それぞれ衛生薄葉紙の乾燥時のMD方向及びCD方向の引張り強さであり、JIS P8113に従って測定する。但し、測定時の試料幅は25mmとし、DMD及びDCDの単位は「N/m」とする。
【0019】
本発明の実施形態に係る衛生用紙は、公知の抄紙法により製造することができる。まず、金属イオン含有セルロース繊維(又は金属イオンを含有する前の酸化セルロース繊維)と、パルプとを適宜混合してなる抄紙原料を原料タンクから供給し、さらに白水により希釈して紙料を調製する。この紙料を脱気スクリーニング除塵後、ファンポンプでストックインレットに送る。ストックインレットは、抄紙機のワイヤー全幅に、均一でフロック(小さな塊)がなく、流れ縞を生じないように繊維をよく分散させた紙料を、適正な濃度、速度、角度でワイヤー上に供給する。ストックインレットとしては、高所に大気開放で設置されるヘッドボックス、加圧式、ハイドローリック式などがあるがいずれを採用しても良い。そして、ストックインレットからワイヤー及びフェルトの間に紙料をジェット吐出し、フェルト上にシート(ウェブ、湿紙)を形成する。
【0020】
ワイヤー及びフェルトの間に形成されたウェブは、プレッシャーロールでヤンキードライヤーに密着転送される。次に、ウェブはヤンキードライヤー及びヤンキードライヤーフードにより乾燥され、さらにクレーピングドクターによりクレーピング処理されながらヤンキードライヤーから剥がされ、リールドラムを介してリールに巻き取られる。ヤンキードライヤーは、ウェブを乾燥させるための鋳鉄又は鋳鋼製のドラムであり、外径は一般には2.4〜6mである。
ここで、クレーピングは、紙を縦方向(マシン走行方向)に機械的に圧縮してクレープと称される波状の皺を形成する方法であり、衛生用紙に嵩(バルク感)、柔らかさ、吸水性、表面の滑らかさ、美観(クレープの形状)などを付与する。そして、ヤンキードライヤーとリールの速度差(リールの速度≦ヤンキードライヤーの速度)により、クレーピングドクターでクレープが形成される。クレープの特性は、上記速度差にもよるが、ヤンキードライヤー上の原紙の坪量が7〜40g/m
2であれば、リール上での坪量は概略9〜50g/m
2となり、ヤンキードライヤー上の坪量より大きくなる。
ヤンキードライヤーとリールの速度差に基づくクレープ率は次式により定義される。
クレープ率(%)=100×(ヤンキードライヤー速度(m/分)−リール速度(m/分))÷リール速度(m/分)
クレープの品質やクレーピングの操業性は、クレープ率によってほぼ決まり、本発明において、クレープ率は10〜50%の範囲が好適である。
【0021】
次に、本発明の実施形態に係る吸収性物品について説明する。
図1は、本発明の第1の実施形態に係る吸収性物品(パンツ型紙おむつ)200の外観図である。吸収性物品200は、吸水性を有する吸水性物品本体部20と、吸水性物品本体部20を内部に保持してパンツ形状をなす外装体100とを備えている。
外装体100には、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリエチレン等の熱可塑性樹脂からなり、スパンボンドやエアースルー製法で製造された不織布を用いることができる。又、外装体100は、少なくとも外装シートと内装シートとを有する2枚以上のシートを積層して構成することが好ましい。
吸水性物品本体部20は細長く、長手方向中央部付近がやや幅狭になっていて、吸収性物品200の股間に配置されている。
【0022】
図2は、
図1のA−A線に沿う吸水性物品本体部20の断面図である。吸水性物品本体部20は、身体接触側表面(
図2の上面)を形成する液透過性の親水性表面シート(トップシート、外層シート)2と、液不透過性のバックシート6と、親水性表面シート2とバックシート6の間に配置され、高吸水性樹脂と接着剤とを有する吸収コア4a、4bと、を含んで構成されている。又、各吸収コア4a、4bは、それぞれコアラップシート10a、10bで被覆されている。さらに、吸水性物品本体部20の両側部が撥水性のサイドシートからなる立体ギャザー30として立ち上がって尿等の横漏れを防止する。
なお、本実施形態では、それぞれコアラップシート10a、10bで被覆された各吸収コア4a、4bは、吸収コア4aが親水性表面シート2側を向くように積層されていて、吸収コア4aの幅に比べて吸収コア4bの幅がおよそ1/2になっている。
1つの吸水性物品本体部20につき、吸収コアとそれを包むコアラップシートは1つでもよく、複数でもよい。
【0023】
親水性表面シート2は不織布からなり、着用者の皮膚に接するため、感触が柔らかで、皮膚に刺激を与えない材料から形成されるとよい。親水性表面シート2は、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステルなどの合成繊維による、エアースルー不織布、ポイントボンド不織布、スパンボンド不織布、スパンレース不織布などが使用できる。特に液戻り量の少ないエアースルー不織布が好適である。
バックシート6は、吸水性物品本体部20内において保持している液体などが下着に漏れないような防水性を有する液不透過性の材料から形成されていればよく、通気性のポリエチレンフィルムなどの薄いプラスチックフィルムとすることができる。また、バックシート6として透湿性のフィルムを用い、ムレを低減してもよい。
【0024】
吸収コア4a、4bは、木材フラッフパルプのような親水性繊維(フラッフ)と、高吸水性樹脂(SAP)の粒子とを混合して形成することができる。また、SAPをシート状とした、いわゆるSAPシートを使用してもよい。親水性繊維としては、木材パルプフラッフの代わりに、合成繊維、ポリマー繊維などを使用してもよい。また、親水性繊維として抗菌性の繊維を配合しても良い。
【0025】
次に、コアラップシート10a、10bについて説明する。本発明の実施形態に係る吸収性物品においては、コアラップシート10a、10bに上述した本発明の衛生用紙を用いることで、優れた消臭機能を有する。又、コアラップシート10a、10bが十分な強度を有するので、コアラップシートのヨレや破れが生じ難い吸収性物品が得られる。
【0026】
本発明は上記した実施形態に限定されず、本発明の思想と範囲に含まれる様々な変形及び均等物に及ぶことはいうまでもない。
吸収性物品は、上記したパンツ型紙おむつに限られず、例えば生理用ナプキンのように細長い片状であって、局部に当てるタイプであってもよい。又、上記した実施形態では、液透過性の外層シート2が吸収コア4aの片面(身体接触側表面)のみを覆ったが、吸収コアの両面を液透過性の外層シートで覆い、吸収性物品の表面と裏面の両方の面から尿等を吸収可能としてもよい。
又、上記コアラップシートは、吸収コアを被覆するものにかぎらず、吸収コアの表面に積層して使用してもよい。又、吸収コアを複数積層する場合には、各吸収コアの間にコアラップシートを介装してもよい。
又、本発明の実施形態に係る吸収性物品を、ペット用シート(ペットシーツ)に適用することもできる。
【実施例】
【0027】
以下、実施例を挙げて、本発明を具体的に説明するが、本発明は勿論これらの例に限定されるものではない。
【0028】
<実験A:金属イオン含有セルロース繊維の製造>
原料パルプとして針葉樹漂白クラフトパルプを用い、これに対し、0.2gの2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−1−オキシル(TEMPO)に共酸化剤として2gの次亜塩素酸ナトリウムを加え、室温で2時間撹拌し、酸化反応を行い、酸化セルロース繊維(TEMPO酸化セルロース繊維)の分散液を得た。このTEMPO酸化セルロース繊維はその表面にカルボキシル基またはカルボキシレート基を有する。金属イオンを含有する前のTEMPO酸化セルロース繊維の酸基量(酸化セルロース繊維1g当たり)を表1に示す。
上記操作にて得られたTEMPO酸化セルロース繊維に、表1に示すpHと濃度(酸化セルロース繊維1g当たり)の金属塩(CuCl
2)水溶液を加えて撹拌した。これにより、酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させ、洗浄して未反応の金属塩を除去した。酸化セルロース繊維に対する金属イオンの含有量を表1に示す。なお、実施例9は金属塩水溶液としてAgNO
3水溶液を用い、Cuイオンの代わりにAgを含有させた。
このようにして、金属イオン含有セルロース繊維を製造できることを実施例1〜9で確認した。
【0029】
<実験B:衛生薄葉紙及びコアラップシートの製造>
次に、実施例1の金属イオン含有セルロース繊維と、パルプ(NBKP及びLBKP)とを、表2に示す配合比で配合してパルプスラリーを調製し、抄紙して
参考例B1〜B4の衛生薄葉紙(ティシュペーパー、トイレットペーパー、ペーパータオル)及び
参考例B1〜B
4,実施例B5,B6のコアラップシートを製造した。なお、
参考例B1〜B4の衛生薄葉紙及びコアラップシートは同一の組成である。
比較例1として、
参考例B1の衛生薄葉紙シート(酸化セルロース繊維にCuイオンを含有させたもの)を、さらに200ppmの還元剤溶液に含浸させ、ろ紙を重ねて余分な水溶液を取り除き、50℃の送風乾燥機で15分乾燥させ、衛生薄葉紙シート中のCuイオンを還元させてCu粒子にし、ティシュペーパー及びコアラップシートを製造した。
比較例2として、市販の金属(Cu及びAg)含有金属担持ゼオライト高密度結晶化パルプ(商品名セルガイア(登録商標))を、NBKPに対して表2の割合で配合し、抄紙してティシュペーパー及びコアラップシートを製造した。
【0030】
なお、各
参考例B1〜B
4,実施例B5,B6の衛生薄葉紙及びコアラップシートを走査型電子顕微鏡で観察したところ、紙の繊維のみが確認された。一方、比較例1は紙の繊維の間に金属粒子が担持されていることが確認された。
また、各
参考例B1〜B
4,実施例B5,B6及び比較例1の衛生薄葉紙及びコアラップシートにつき、強酸で溶解した後の抽出液のICP((高周波誘導結合プラズマ)発光分析を行い、いずれも金属が含有されていることが確認された。以上のことより、
参考例B1〜B
4,実施例B5,B6の衛生薄葉紙及びコアラップシートは酸化セルロース繊維に金属イオンを含有している一方で、比較例1の衛生薄葉紙及びコアラップシートは酸化セルロース繊維に含まれる金属イオンが金属粒子に還元されたことがわかる。
【0031】
得られた衛生薄葉紙及びコアラップシートにつき、以下の評価を行った。
<坪量>
得られた衛生薄葉紙及びコアラップシートの坪量を、JIS P 8124に従って測定した。
<紙厚>
得られた衛生薄葉紙及びコアラップシートを10プライ(枚)重ねたときの紙厚(mm/10枚)をピーコック型紙厚計(商品名)にて測定した。測定圧力は3.7kPaとした。
<引張り強さ>
得られた衛生薄葉紙及びコアラップシートの乾燥時のMD方向及びCD方向の引張り強さを、JIS P8113に従って測定した。試料幅は25mmとした。なお、乾燥時のMD方向及びCD方向の引張り強さをそれぞれDMD及びDCDで表す。
又、得られた衛生薄葉紙及びコアラップシートの湿潤時のMD方向の引張り強さ(WMN)を、JIS P8135に従って測定した。試料幅は25mmとした。なお、トイレットペーパーの場合は、試料4枚を重ねて測定した。
【0032】
<吸水速度>
JIS S3104 6.5(旧JIS)に従って測定した。
まず、1滴の滴下量が0.1mlとなるように調整されたピペットを準備した。試験片を保持枠に取り付け、試験片上10mmの高さから温度20±1℃の蒸留水0.1ml滴下した。水滴が試験片に到達してから水の鏡面反射が完全になくなるまでの時間をストップウォッチで0.1秒単位で測定した。試験を5回行い、その平均値を吸水速度(秒)として評価した。
【0033】
<リント(紙粉等の微粉落下)>
JIS B9923(タンブリング法)に準じて衛生薄葉紙及びコアラップシートの発塵試験を行い、パーティクルカウンター(リオン製、製品名「KC−01D1」)にて測定を行った。次の基準で評価した。評価が良いほど紙粉やゼオライト等の微粉の落下が少ない。
◎:非常に良い
○:普通
×:悪い
<消臭効果>
5cm×5cmの試験片が4枚入ったコック付きガスバッグに、アンモニア水溶液(アンモニア水2mL:水2mL)の飽和ガスを1.2mL注射器で挿入し、さらにエアーポンプにて空気を1.5L充填した。上記飽和ガスは、アンモニア水溶液が入っている密閉容器の気相から採取した。飽和ガス及び空気を充填後のガスバッグ中のアンモニアガス濃度は80〜90ppmであった。次に、検知管に吸引器とゴムチューブを繋ぎ、ゴムチューブをガスバッグに繋いだ。そして、空気を充填してから50分経過後のガスバッグ内のアンモニアガス濃度を測定した。
◎:非常に良い 残存濃度が初期の1/4以下
○:普通 残存濃度が初期の1/3未満、かつ1/4超え
×:悪い 残存濃度が初期の1/3以上
【0034】
得られた結果を表1、表2、表3に示す。なお、表2は衛生薄葉紙(ティシュペーパー、トイレットペーパー、ペーパータオル)の結果を示し、表3はコアラップシートの結果を示す。
【0035】
【表1】
【0036】
【表2】
【0037】
【表3】
【0038】
表2、表3から明らかなように、各実施例の場合、紙粉等の微粉の落下が少なく、優れた消臭機能を有していた。特に、衛生薄葉紙中の金属イオン含有セルロース繊維の含有割合を5〜15wt%とした実施例B5、B6の場合、他の実施例に比べ、紙粉の落下と消臭機能の評価がさらに優れていた。
一方、酸化セルロース繊維中のCuイオンをCu粒子に還元させた比較例1の場合、消臭機能が各実施例よりもやや低かった。
金属担持ゼオライト高密度結晶化パルプ(商品名セルガイア(登録商標))を配合して抄紙した比較例2の場合、紙粉等の微粉の落下が顕著であった。
【0039】
<実験C:コアラップシートの引張り強さ、裂断長>
一般のパルプ(セルロース繊維)であるNBKP、上記実施例1のCuイオン含有セルロース繊維、及び上記金属担持ゼオライト高密度結晶化パルプ(商品名セルガイア(登録商標))をそれぞれ用いたパルプスラリーを、角形手抄機により抄紙して坪量18±0.5g/m2のシート1〜3を作成した。なお、紙力増強剤は添加しなかった。
シート1、2は、それぞれNBKP、Cuイオン含有セルロース繊維を100%として抄紙した。又、シート3は、金属担持ゼオライト高密度結晶化パルプ(商品名セルガイア(登録商標))と、パルプ(NBKP)との配合比を比較例2と同一として抄紙した。
得られた各シートにつき、実験Bと同様に、坪量、紙厚、引張り強さを測定した。坪量と紙厚から密度を算出し、坪量と引張り強さから裂断長を算出した。なお、引張り強さは試料幅25mm幅で測定し、裂断長は次式より求めた。又、シート1については、強度が低いため、シートを3枚重ねて引張り強さを測定し、3で割って1枚当りの引張り強さに換算した。得られた結果を表4に示す。
裂断長(km)=引張り強さ(kgf)×1000/{秤量(g/m
2)×試料幅(mm)}
【0040】
【表4】
【0041】
表4から明らかなように、シート1よりシート2の方が強度は高い。これは、金属イオン含有セルロース繊維の製造過程で叩解処理の様な作用が働くためと考えられる。従って、一般のパルプ(NBKP等)と金属イオン含有セルロース繊維とを混合した抄紙原料を抄紙した
参考例B1〜B4の強度は、一般のパルプを抄紙した場合と同等の強度となる。
一方、ゼオライト担持セルロース繊維を10wt%含むシート3の場合、シート1に比べて強度が約20%低下した。これは、セルロース繊維内でゼオライトが結晶化しているため、繊維が膨張し、セルロース繊維の扁平化を阻害し、繊維間の水素結合が減少したためと考えられる。また、ゼオライト担持セルロース繊維が短繊維分を多く含むためとも考えられる。