JP2018171730A - 積層シート - Google Patents
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Abstract
Description
そこで本発明者らは、このような従来技術の課題を解決するために、凹凸形状を有する微細繊維状セルロース含有シートであって、優れた流路機能性を有し、かつ試料汚染を抑制し得る微細繊維状セルロース含有シートを提供することを目的として検討を進めた。
具体的に、本発明は、以下の構成を有する。
[2] 内部空隙は、繊維層の凹部を含む[1]に記載の積層シート。
[3] 内部空隙は、繊維層の凹部及び被覆層の凹部から構成される[1]又は[2]に記載の積層シート。
[4] 被覆層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む[1]〜[3]のいずれかに記載の積層シート。
[5] 内部空隙は、平面方向に延在しており、内部空隙の最大幅は1μm以上10mm以下である[1]〜[4]のいずれかに記載の積層シート。
[6] 内部空隙は、平面方向に延在しており、内部空隙の最大幅をWとし、内部空隙の高さをTとした場合、W/Tで表される値が0.1以上1000以下である[1]〜[5]のいずれかに記載の積層シート。
[7] 内部空隙は、流体を流すための流路である[1]〜[6]のいずれかに記載の積層シート。
[8] 繊維層の一方の面上であって、被覆層が設けられた面とは反対側の面上に、樹脂層をさらに有する[1]〜[7]のいずれかに記載の積層シート。
本発明は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層と、繊維層の少なくとも一方の面上に被覆層と、を備える積層シートに関する。本発明の積層シートは、内部空隙を有し、個々の内部空隙を形成する外周壁は、繊維層及び被覆層から形成されている。
中でも、本発明においては、図1(a)及び(b)の態様とすることが好ましく、内部空隙20は、繊維層20の凹部を含むことが好ましい。さらに内部空隙20は、図1(a)の態様であることがより好ましく、内部空隙20は、繊維層の凹部及び被覆層の凹部から構成されることがより好ましい。
繊維層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む層である。なお、本明細書においては、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを、微細繊維状セルロースとも言う。
微細繊維状セルロースを得るための繊維状セルロース原料としては特に限定されないが、入手しやすく安価である点から、パルプを用いることが好ましい。パルプとしては、木材パルプ、非木材パルプ、脱墨パルプを挙げることができる。木材パルプとしては例えば、広葉樹クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹クラフトパルプ(NBKP)、サルファイトパルプ(SP)、溶解パルプ(DP)、ソーダパルプ(AP)、未晒しクラフトパルプ(UKP)、酸素漂白クラフトパルプ(OKP)等の化学パルプ等が挙げられる。また、セミケミカルパルプ(SCP)、ケミグラウンドウッドパルプ(CGP)等の半化学パルプ、砕木パルプ(GP)、サーモメカニカルパルプ(TMP、BCTMP)等の機械パルプ等が挙げられるが、特に限定されない。非木材パルプとしてはコットンリンターやコットンリント等の綿系パルプ、麻、麦わら、バガス等の非木材系パルプ、ホヤや海草等から単離されるセルロース、キチン、キトサン等が挙げられるが、特に限定されない。脱墨パルプとしては古紙を原料とする脱墨パルプが挙げられるが、特に限定されない。本実施態様のパルプは上記の1種を単独で用いてもよいし、2種以上混合して用いてもよい。上記パルプの中で、入手のしやすさという点で、セルロースを含む木材パルプ、脱墨パルプが好ましい。木材パルプの中でも化学パルプはセルロース比率が大きいため、繊維微細化(解繊)時の微細繊維状セルロースの収率が高く、またパルプ中のセルロースの分解が小さく、軸比の大きい長繊維の微細繊維状セルロースが得られる点で好ましい。中でもクラフトパルプ、サルファイトパルプが最も好ましく選択される。
(2)同じ画像内で該直線と垂直に交差する直線Yを引き、該直線Yに対し、20本以上の繊維が交差する。
微細繊維状セルロースに占めるI型結晶構造の割合は30%以上であることが好ましく、より好ましくは50%以上、さらに好ましくは70%以上である。この場合、耐熱性と低線熱膨張率発現の点でさらに優れた性能が期待できる。結晶化度については、X線回折プロファイルを測定し、そのパターンから常法により求められる(Seagalら、Textile Research Journal、29巻、786ページ、1959年)。
リン酸基導入工程は、セルロースを含む繊維原料に対し、リン酸基を有する化合物及びその塩から選択される少なくとも1種(以下、「リン酸化試薬」又は「化合物A」という)を反応させることにより行うことができる。このようなリン酸化試薬は、乾燥状態または湿潤状態の繊維原料に粉末や水溶液の状態で混合してもよい。また別の例としては、繊維原料のスラリーにリン酸化試薬の粉末や水溶液を添加してもよい。
リン酸基を有する化合物としては、リン酸、リン酸のリチウム塩、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などが挙げられるが、特に限定されない。リン酸のリチウム塩としては、リン酸二水素リチウム、リン酸水素二リチウム、リン酸三リチウム、ピロリン酸リチウム、またはポリリン酸リチウムなどが挙げられる。リン酸のナトリウム塩としては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、またはポリリン酸ナトリウムなどが挙げられる。リン酸のカリウム塩としては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、またはポリリン酸カリウムなどが挙げられる。リン酸のアンモニウム塩としては、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、ポリリン酸アンモニウムなどが挙げられる。
本発明においては、微細繊維状セルロースがカルボキシル基を有するものである場合、たとえば繊維原料にTEMPO酸化処理などの酸化処理を施すことや、カルボン酸由来の基を有する化合物、その誘導体、またはその酸無水物もしくはその誘導体によって処理することで、カルボキシル基を導入することができる。
カルボキシル基の繊維原料への導入量は、伝導度滴定法により測定することができる。伝導度滴定では、アルカリを加えていくと、図5に示した曲線を与える。図5に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とする。
微細繊維状セルロースを製造する場合、リン酸基導入工程やカルボキシル基導入工程といったイオン性置換基導入工程と、後述する解繊処理工程との間にアルカリ処理を行ってもよい。アルカリ処理の方法としては、特に限定されないが、例えば、アルカリ溶液中に、イオン性置換基導入繊維を浸漬する方法が挙げられる。
アルカリ溶液に含まれるアルカリ化合物は、特に限定されないが、無機アルカリ化合物であってもよいし、有機アルカリ化合物であってもよい。アルカリ溶液における溶媒としては水または有機溶媒のいずれであってもよい。溶媒は、極性溶媒(水、またはアルコール等の極性有機溶媒)が好ましく、少なくとも水を含む水系溶媒がより好ましい。
また、アルカリ溶液のうちでは、汎用性が高いことから、水酸化ナトリウム水溶液、または水酸化カリウム水溶液が特に好ましい。
アルカリ処理工程におけるアルカリ溶液への浸漬時間は特に限定されないが、5分以上30分以下が好ましく、10分以上20分以下がより好ましい。
アルカリ処理におけるアルカリ溶液の使用量は特に限定されないが、イオン性置換基導入繊維の絶対乾燥質量に対して100質量%以上100000質量%以下であることが好ましく、1000質量%以上10000質量%以下であることがより好ましい。
イオン性置換基導入繊維は、解繊処理工程で解繊処理される。解繊処理工程では、通常、解繊処理装置を用いて、繊維を解繊処理して、微細繊維状セルロース含有スラリーを得るが、処理装置、処理方法は、特に限定されない。
解繊処理装置としては、高速解繊機、グラインダー(石臼型粉砕機)、高圧ホモジナイザーや超高圧ホモジナイザー、高圧衝突型粉砕機、ボールミル、ビーズミルなどを使用できる。あるいは、解繊処理装置としては、ディスク型リファイナー、コニカルリファイナー、二軸混練機、振動ミル、高速回転下でのホモミキサー、超音波分散機、またはビーターなど、湿式粉砕する装置等を使用することもできる。解繊処理装置は、上記に限定されるものではない。好ましい解繊処理方法としては、粉砕メディアの影響が少なく、コンタミの心配が少ない高速解繊機、高圧ホモジナイザー、超高圧ホモジナイザーが挙げられる。
本発明の積層シートは、上述した繊維層の少なくとも一方の面上に被覆層を備える。
本発明の積層シートは、繊維層の一方の面上であって、被覆層が設けられた面とは反対側の面上に、樹脂層をさらに有していてもよい。図6は、繊維層12の一方の面上に樹脂層16が積層された積層シート10の構成を説明する断面図である。樹脂層16は、繊維層12の一方の面上であって、被覆層14が設けられた面とは反対側の面上に積層している。繊維層12上に、図6に示したような樹脂層16を設けることにより、積層シート10の流路機能性を高めることができる。また、樹脂層16を設けることにより、積層シートの引張耐性を高めることができる。
本発明の積層シートの製造方法は、凹部を有する繊維層を得る工程及び/又は凹部を有する被覆層を得る工程と、繊維層及び被覆層を貼合することで内部空隙を形成する工程と、を含む。
本発明の積層シートの製造方法は、微細繊維状セルロースを含む繊維層を得る工程を含む。繊維層を得る工程は、微細繊維状セルロース含有スラリーを基材上に塗工する工程又は、微細繊維状セルロース含有スラリーを抄紙する工程を含む。中でも、微細繊維状セルロースを含む繊維層を得る工程は微細繊維状セルロース含有スラリーを基材上に塗工する工程を含むことが好ましい。繊維層が凹部を有する繊維層である場合、繊維層を得る工程は、得られた繊維層に凹部を形成する工程をさらに含む。
塗工工程は、微細繊維状セルロース含有スラリーを基材上に塗工し、これを乾燥して形成された微細繊維状セルロース含有シートを基材から剥離することにより、シート(繊維層)を得る工程である。塗工装置と長尺の基材を用いることで、シートを連続的に生産することができる。塗工するスラリーの濃度は特に限定されないが、0.05質量%以上5質量%以下が好ましい。
微細繊維状セルロースを含む繊維層を得る工程は、微細繊維状セルロース含有スラリーを抄紙する工程を含んでもよい。抄紙工程で抄紙機としては、長網式、円網式、傾斜式等の連続抄紙機、これらを組み合わせた多層抄き合わせ抄紙機等が挙げられる。抄紙工程では、手抄き等公知の抄紙を行ってもよい。
繊維層が凹部を有する繊維層である場合、上述した方法で得られた繊維層に凹部を形成する工程をさらに含む。このような凹部を形成する工程は、溝部を形成する工程であることがより好ましい。繊維層に凹部を形成する方法としては、凸部を有する金型を押し当て、熱プレスする方法を挙げることができる。この際に用いる凸部を有する金型は、規則的に配置された凸部が設けられた金型であることが好ましい。各凸部の幅は、1μm以上10mm以下であることが好ましく、5μm以上5mm以下であることがより好ましく、5μm以上2mm以下であることがさらに好ましい。また、各凸部の高さは、1μm以上であることが好ましく、3μm以上であることがより好ましく、5μm以上であることがさらに好ましく、10μm以上であることが一層好ましい。また、凸部の高さは、200μm以下であることが好ましく、50μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることがさらに好ましい。
本発明の積層シートの製造方法は、被覆層を得る工程を含む。被覆層が凹部を有する被覆層である場合、被覆層を得る工程は、得られた被覆層に凹部を形成する工程をさらに含む。
光ラジカル発生剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインプロピルエーテル、ジエトキシアセトフェノン、1−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、2,6−ジメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイド、または2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホシフィンオキサイド等が挙げられる。これらの中でも、ベンゾフェノン、または2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルホスフィンオキサイドを挙げることができる。
光カチオン重合開始剤とは、紫外線や電子線などの放射線の照射によりカチオン重合を開始させる化合物であり、例えば、芳香族スルホニウム塩、芳香族ヨードニウム塩、芳香族ジアゾニウム塩、芳香族アンモニウム塩等を挙げることができる。
被覆層中における重合開始剤の含有量は、被覆層の全質量に対して、0.5質量%以上20質量%以下であることが好ましく、1質量%以上10質量%以下であることがより好ましい。
また、被覆層中におけるイソシアネート化合物の含有量は、被覆層の全質量に対して、3質量%以上50質量%以下であることが好ましく、5質量%以上30質量%以下であることがより好ましい。
被覆層が凹部を有する被覆層である場合、上述した方法で得られた被覆層もしくは市販された樹脂シート(被覆層)に凹部を形成する工程をさらに含む。このような凹部を形成する工程は、溝部を形成する工程であることがより好ましい。被覆層に凹部を形成する方法としては、凸部を有する金型を押し当て、熱プレスする方法を挙げることができる。この際に用いる凸部を有する金型は、上述した金型を用いることができ、熱プレス条件も上述した条件を採用することが好ましい。
凹部を有する繊維層を得る工程及び/又は凹部を有する被覆層を得る工程の後には、繊維層及び被覆層を貼合することで内部空隙を形成する工程が設けられる。繊維層及び被覆層を貼合する方法としては、接着剤を用いて貼合する方法が挙げられる。接着剤としては、例えば、熱硬化型接着剤や紫外線硬化型接着剤を用いることができる。
積層シートの製造方法においては、樹脂層を形成する工程をさらに設けてもよい。この場合、樹脂層を形成する工程は、繊維層に凹部を形成する工程の前に設けられてもよく、繊維層に凹部を形成する工程の後に設けられてもよい。樹脂層を形成する工程は、繊維層の一方の面上であって、被覆層が設けられる面とは反対側の面上に樹脂層形成用樹脂組成物を塗工する工程と、樹脂層形成用樹脂組成物を硬化する工程と、を含む。樹脂層形成用樹脂組成物を塗工する工程において使用できる塗工機としては、上述した塗工機を挙げることができる。
樹脂層中における重合開始剤の含有量は、樹脂層の全質量に対して、0.5質量%以上10質量%以下であることが好ましく、1質量%以上5質量%以下であることがより好ましい。
また、樹脂層中におけるイソシアネート化合物の含有量は、樹脂層の全質量に対して、20質量%以上90質量%以下であることが好ましく、30質量%以上70質量%以下であることがより好ましい。
本発明の積層シートは、例えば、分析測定用シートとして用いることができる。具体的には、本発明の積層シートの内部空隙に流体等を流入させて、流体の物性や含有物の種類、含有物の量などを分析することができる。この場合は、内部空隙の内壁には、各測定に適した試薬等を接合させておいてもよい。中でも、本発明の積層シートは、バイオセンサーとして用いることが好ましい。この場合、例えば、内部空隙の内壁に各測定に適した抗体等を接合させておき、血液等の生体液状試料を内部空隙に滴下することで生体液状試料中に含まれる物質の特定や物質の定量を行うことができる。
<リン酸基導入セルロース繊維の作製>
針葉樹クラフトパルプとして、王子製紙製のパルプ(固形分93質量%、坪量208g/m2のシート状、離解してJIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)が700ml)を原料として使用した。上記針葉樹クラフトパルプ100質量部(絶乾質量)を、リン酸二水素アンモニウムと尿素の混合水溶液に含浸させ、リン酸二水素アンモニウム49質量部、尿素130質量部となるように圧搾し、薬液含浸パルプを得た。得られた薬液含浸パルプを105℃の乾燥機で乾燥し、水分を蒸発させてプレ乾燥させた。その後、140℃に設定した送風乾燥機で10分間加熱し、パルプ中のセルロースにリン酸基を導入し、リン酸化パルプを得た。
得られた二回リン酸化セルロースの脱水シートにイオン交換水を添加し、固形分濃度が2質量%のスラリーを調製した。このスラリーを、湿式微粒化装置(スギノマシン社製、アルティマイザー)で245MPaの圧力にて3回処理し、微細繊維状セルロース分散液を得た。
置換基導入量は、繊維原料へのリン酸基の導入量であり、この値が大きいほど、多くのリン酸基が導入されている。置換基導入量は、対象となる微細繊維状セルロースをイオン交換水で含有量が0.2質量%となるように希釈した後、イオン交換樹脂による処理、アルカリを用いた滴定によって測定した。イオン交換樹脂による処理では、0.2質量%の繊維状セルロース含有スラリーに体積で1/10の強酸性イオン交換樹脂(アンバージェット1024;オルガノ株式会社、コンディショニング済)を加え、1時間振とう処理を行った。その後、目開き90μmのメッシュ上に注ぎ、樹脂とスラリーを分離した。アルカリを用いた滴定では、イオン交換後の繊維状セルロース含有スラリーに、0.1Nの水酸化ナトリウム水溶液を加えながら、スラリーが示す電気伝導度の値の変化を計測した。すなわち、図4(リン酸基)に示した曲線の第1領域で必要としたアルカリ量(mmol)を、滴定対象スラリー中の固形分(g)で除して、置換基導入量(mmol/g)とした。算出した結果、0.98mmol/gであった。
微細繊維状セルロースの繊維幅を下記の方法で測定した。
微細繊維状セルロース分散液の上澄み液を濃度が0.01質量%以上0.1質量%以下となるように水で希釈し、親水化処理したカーボングリッド膜に滴下した。乾燥後、酢酸ウラニルで染色し、透過型電子顕微鏡(日本電子社製、JEOL−2000EX)により観察した。これにより、幅4nm程度の微細繊維状セルロースになっていることを確認した。
微細繊維状セルロース分散液にポリエチレンオキサイド(和光純薬社製、分子量400万)を微細繊維状セルロース100質量部に対し、40質量部になるように添加した。その後、固形分濃度が0.6質量%となるよう濃度調整を行った。シートの仕上がり坪量が100g/m2になるように分散液を計量して、市販のアクリル板に塗工し、70℃の乾燥機で24時間乾燥した。なお、所定の坪量となるようアクリル板上には堰止用の板を配置した。以上の手順により繊維層となるシート(A)が得られ、その厚みは65μmであった。
アクリロイル基がグラフト重合したアクリル樹脂(大成ファインケミカル社製、アクリット8KX−012C:アクリル樹脂成分39.0質量%、1−プロパノール30.5質量%、酢酸ブチル30.5質量%)100質量部、ポリイソシアネート化合物(旭化成ケミカルズ社製、TPA−100)38質量部、ラジカル重合開始剤(BASF社製、イルガキュア184)2質量部を混合して樹脂層形成用樹脂組成物を得た。次いで、樹脂層形成用樹脂組成物を、シート(A)の一方の面に、バーコーターにて塗布した後、100℃で1時間加熱して硬化させて樹脂層を形成した。以上の手順により、繊維層の一方の面上に樹脂層が形成されたシート(B)が形成され、樹脂層の厚みは10μmであった。
片側の面に規則的な凸部が設けられた金型(材質:シリコン製、凸部幅:2000μm、凸部高さ:20μm、凸部ピッチ:5000μm、成形面積:100mm×100mm、金型面積100mm×100mm)に、離型スプレー(AGCセイケミカル社製、エアゾールタイプスプレー、型番:MR F−6758−AL)を塗布した。次いで、シート(B)を120mm×120mmに裁断し、上記金型の上に、金型とシート(B)の中心が一致するよう静置した。この際、シート(B)の繊維層が金型の凸部が設けられた面と対向するように置いた。さらに、プレス機(アイダエンジニアリング社製、冷却器付き160mm角ミニテストプレス)に上記金型と、裁断したシート(B)をセットし、圧力3MPa・温度180℃で1分間プレスした後、金型の温度が30℃になるまで冷却し、シート(B)を金型から剥離した。以上の手順により、繊維層に凹部が形成されたシート(C)を得た。
片側の面に規則的な凸部が設けられた金型(材質:シリコン製、凸部幅:2000μm、凸部高さ:20μm、凸部ピッチ:5000μm、成形面積:100mm×100mm、金型面積100mm×100mm)に、離型スプレー(AGCセイケミカル社製、エアゾールタイプスプレー、型番:MR F−6758−AL)を塗布した。次いで、ポリカーボネートシート(帝人社製、パンライトPC−2151、厚さ125μm)を縦95mm×横120mmに裁断し、上記金型の上に、金型の幅方向(長手方向)の中央線とポリカーボネートシートの幅方向(長手方向)の中央線が一致し、かつ金型の下端辺とポリカーボネートシートの下端辺が一致するよう静置した。ここで、金型の幅方向とは、金型に設けられた凸部と直交する方向である。また、下端辺とは、幅方向と平行な辺である。さらに、プレス機(アイダエンジニアリング社製、冷却器付き160mm角ミニテストプレス)に上記金型と、裁断したポリカーボネートシートをセットし、圧力3MPa・温度180℃で1分間プレスした後、金型の温度が30℃になるまで冷却し、ポリカーボネートシートを金型から剥離した。以上の手順により、凹部が形成された被覆層用シートを得た。
シート(C)の凹部が形成された繊維層の端部領域と、シート(C)の繊維層の凸部領域にUV硬化型接着剤(アイカ工業社製、Z−587−16)を、絵筆を用いて塗布した。なお、繊維層の端部領域は、<繊維層への凹部の形成>において金型の成形面積外に位置した部位(端部の20mm幅部分)である。次いで、被覆層用シートの凹部の位置と、シート(C)の凹部の位置が一致し、かつ凹部同士が内側にくるように、被覆層用シートとシート(C)を重ね合わせた。この際、シート(C)と被覆層用シートの下端辺が一致するようにした(この状態では、シート(C)の上端の一部は露出している)。ここで、下端辺とは、凹部の延伸方向と直交する辺である。さらに被覆層の露出面上にPETフィルム(東レ(株)製、ルミラーS10、厚さ50μm)を被せ、ゴムローラーで加圧した。次いで、PETフィルムを剥離し、UVコンベア装置(アイグラフィックス社製、ECS−4011GX)を用いて500mJ/cm2の紫外線を照射してUV硬化型接着剤を硬化させた。上記の手順で、樹脂層、繊維層及び被覆層がこの順で積層された積層シートを得た。
被覆層が積層しておらず一部表面が露出しているシート(C)の端辺を上端辺とした場合、上端辺に対向する下端辺から2.5cmまでの領域を裁断することにより除去した。この際、裁断面は積層シートの凹部と直交していた。以上の手順により、繊維層と被覆層により構成される内部空隙を有する評価用シート(95mm×120mm)を得た
実施例1の<被覆層への凹部の形成>において、金型のプレス処理を行わず、ポリカーボネートシートの裁断のみを行い、被覆層用シートとした。上記以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1の<被覆層への凹部の形成>において、ポリカーボネートシートの代わりにシート(A)を使用した以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1の<被覆層への凹部の形成>において、ポリカーボネートシートの代わりにポリウレタンフィルム(武田産業社製、タフグレイス、厚さ100μm)を使用した以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1において、<樹脂層の積層>を行わなかった以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1の<繊維層への凹部の形成>、並びに<被覆層への凹部の形成>において、より凸部幅が小さい金型(材質:シリコン製、凸部幅:20μm、凸部高さ:20μm、凸部ピッチ:5000μm、成形面積:100mm×100mm、金型面積100mm×100mm)を使用した以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1において、<繊維層と被覆層の貼合>を行わず、シート(C)に対して<評価用シートの切り出し>を行った。上記以外は実施例1と同様にし、繊維層に凹部が形成された評価用シートを得た。
実施例1の<シート化>において、微細繊維状セルロース分散液の代わりに、繊維状セルロース懸濁液を使用した。なお、上記繊維状セルロース懸濁液は以下のように製造した。針葉樹晒クラフトパルプ(水分50質量%、JIS P 8121に準じて測定されるカナダ標準濾水度(CSF)700ml)に、イオン交換水を添加して、1.0質量%のパルプ懸濁液にした。このパルプ懸濁液を、ラボリファイナー機(相川鉄工社製)で、1万回転/分で5時間処理し、繊維状セルロース懸濁液を得た。この繊維状セルロース懸濁液が含有する繊維状セルロースの平均繊維幅は、3μmであった。シートの仕上がり坪量は70g/m2であり、得られたシートの厚みは65μmであった。上記以外は実施例1と同様にして評価用シートを得た。
実施例1〜6及び比較例1〜2で得られた評価用シートを、以下の方法に従って測定した。
評価用シートの断面が露出するように、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって切り出し、当該断面を光学顕微鏡で観察した。当該断面に存在する10点の内部空隙又は凹部の最大幅の平均値を、内部空隙又は凹部の最大幅とした。
評価用シートの断面が露出するように、ウルトラミクロトームUC−7(JEOL社製)によって切り出し、当該断面を光学顕微鏡で観察した。当該断面に存在する10点の内部空隙の高さ又は凹部の深さの平均値を、内部空隙の高さ又は凹部の深さとした。
内部空隙又は凹部の最大幅を内部空隙の高さ又は凹部の深さで除し、内部空隙のアスペクト比(W/T)を算出した。
実施例1〜6及び比較例1〜2で得られた評価用シートを、以下の方法に従って評価した。
評価用シートをオートクレーブ(トミー精工社製、LBS−325)内に入れ、121℃で15分間の滅菌処理を行った。次いで、評価用シートを23℃、相対湿度50%の温湿度調整室に5分間静置した。その後、評価用シートをクリーンベンチ内に移し、実施例1〜6及び比較例2で得られた評価用シートにおいては、被覆層を、予め火炎滅菌処理(先端部を火炎で炙る)を行ったピンセットとはさみを用いて除去した。さらに、評価用シートの繊維層に形成された凹部の内壁を、予め火炎滅菌処理を行った爪楊枝で10回掻きつけた後、上記爪楊枝を10mLの滅菌水中に浸漬させて振とうした。上記滅菌水を、標準寒天培地を入れたガラス底シャーレ(直径12cm)上に、マイクロピペットを用いて1mL滴下し、予め火炎滅菌処理を行ったコンラージ棒を用いて培地全体に拡散させた。その後、32℃で48時間の培養を行い、培養後の微生物コロニーの形成数を確認することで、下記の基準に従って評価を行った。
◎:コロニー形成数が10個未満。
○:コロニー形成数が10個以上100個未満。
△:コロニー形成数が100個以上500個未満。
×:コロニー形成数が500個以上。
2−プロパノール95質量部、染料(東京化成工業社製、C.I.アシッドレッド52)5質量部を混合し、試験液を調製した。次いで、実施例1〜6及び比較例2で得られた評価用シートの内部空隙の繊維層が露出した側の端部に、マイクロピペットで試験液を50μL滴下した。比較例1においては、凹部(溝部)の端部の一方に、マイクロピペットで試験液を50μL滴下した。さらに、評価用シートを20°傾け、1分後に評価用シートを観察し、下記の基準に従って評価を行った。
◎:内部空隙又は凹部にのみ試験液が観察され、端部のもう一方に試験液が到達する。
○:内部空隙又は凹部とその周辺にのみ試験液が観察され、端部のもう一方に試験液が到達する。
△:繊維層の裏面に試験液が観察されるが、端部のもう一方に試験液が到達する。
×:繊維層の裏面に試験液が観察され、端部のもう一方に試験液が到達しない。
一方、被覆層を有さない比較例1では、繊維層が露出したことに起因し、試料汚染が生じうる結果となった。微細繊維状セルロースの代わりに、より繊維幅の大きい繊維状セルロースを使用した比較例2では、内部空隙の流路としての機能が著しく低下する結果となった。
12 繊維層
14 被覆層
16 樹脂層
20 内部空隙
Claims (8)
- 繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む繊維層と、前記繊維層の少なくとも一方の面上に被覆層と、を備える積層シートであって、
前記積層シートは、内部空隙を有し、
個々の内部空隙を形成する外周壁は、前記繊維層及び前記被覆層から形成される積層シート。 - 前記内部空隙は、前記繊維層の凹部を含む請求項1に記載の積層シート。
- 前記内部空隙は、前記繊維層の凹部及び前記被覆層の凹部から構成される請求項1又は2に記載の積層シート。
- 前記被覆層は、繊維幅が1000nm以下の繊維状セルロースを含む請求項1〜3のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記内部空隙は、平面方向に延在しており、
前記内部空隙の最大幅は1μm以上10mm以下である請求項1〜4のいずれか1項に記載の積層シート。 - 前記内部空隙は、平面方向に延在しており、
前記内部空隙の最大幅をWとし、前記内部空隙の高さをTとした場合、W/Tで表される値が0.1以上1000以下である請求項1〜5のいずれか1項に記載の積層シート。 - 前記内部空隙は、流体を流すための流路である請求項1〜6のいずれか1項に記載の積層シート。
- 前記繊維層の一方の面上であって、前記被覆層が設けられた面とは反対側の面上に、樹脂層をさらに有する請求項1〜7のいずれか1項に記載の積層シート。
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- 2017-03-31 JP JP2017070224A patent/JP2018171730A/ja not_active Ceased
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