JPWO2018025676A1 - 不織布シート - Google Patents
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Abstract
Description
1. エアレイド法により形成されたウェブ層を含む不織布シートであって、前記不織布シートは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を含み、前記ウェブ層は、吸水性材料を主体としてなる、不織布シート。
2. 前記粉末は、前記ウェブ層に含まれる、1.に記載の不織布シート。
3. 前記粉末は、前記ウェブ層の厚さ方向において前記ウェブ層の一方の面側に偏在している、2.に記載の不織布シート。
4. 前記粉末は、前記ウェブ層の厚さ方向において一様に分布している、2.に記載の不織布シート。
5. 前記粉末は、前記ウェブ層に層状に積層されている、1.に記載の不織布シート。
6. 前記ウェブ層は、吸水性繊維を主体としてなる、1.から5.のいずれかに記載の不織布シート。
7. 前記不織布シートは、粒径1μm以上1000μm以下の粒子状の熱融着性樹脂を含む、1.から6.のいずれかに記載の不織布シート。
8. 前記ウェブ層は、繊度1dtex以上120dtex以下、平均繊維長1mm以上100mm以下の繊維状の熱融着性樹脂を含む、1.から7.のいずれかに記載の不織布シート。
9. 前記不織布シートは、前記ウェブ層に隣接する通水性または吸水性シートを含む、1.から8.のいずれかに記載の不織布シート。
10. 前記不織布シートは、前記ウェブ層に接して層状に配置されている前記粉末に隣接する通水性または吸水性シートを含む、5.に記載の不織布シート。
11. 前記不織布シートの一方の面にフィルムからなるフィルム層が設けられた、1.から9.のいずれかに記載の不織布シート。
12. 前記不織布シートは、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末を含むアルカリ性層をさらに含む、1.から11.のいずれかに記載の不織布シート。
13. 前記ウェブ層は、前記吸水性材料を、前記ウェブ層の質量を基準として60質量%を超える量で含む、請求項1から12のいずれかに記載の不織布シート。
14. 前記不織布シートは、pH指示薬と、担体と、を前記粉末と同一層に含有し、
前記pH指示薬は、第四級アンモニウム塩によって前記担体に固定されていることを特徴とする、1.から13.のいずれかに記載の不織布シート。
15. 結合剤をさらに含み、前記pH指示薬は、前記第四級アンモニウム塩と、前記結合剤と、によって前記担体に固定されていることを特徴とする、14.に記載の不織布シート。
16. 前記同一層は、繊維を含み、前記繊維によって形成される空隙に、前記pH指示薬が固定された前記担体と、前記粉末と、が保持されていることを特徴とする、14.または15.に記載の不織布シート。
17. 前記同一層は、熱融着性樹脂を含み、前記pH指示薬が固定された前記担体の一部は、当該熱融着性樹脂で被覆された状態で固定されていることを特徴とする、14.から16.のいずれかに記載の不織布シート。
18. 前記同一層に隣接する隣接層は、熱融着性樹脂を含み、前記同一層中に存在する前記pH指示薬を固定した担体の一部が当該熱融着性樹脂で被覆された状態で固定されていることを特徴とする、14.から17.のいずれかに記載の不織布シート。
19. 前記第四級アンモニウム塩は、塩化ベンジルコニウム、塩化セチルピリジウム、塩化ベンゼトニウム、およびジデシルジメチルアンモニウム塩からなる群から選択される少なくとも1種であることを特徴とする、14.から18.のいずれかに記載の不織布シート。
20. 前記pH指示薬を固定する担体は、セルロースおよび/またはセルロース誘導体であることを特徴とする、14.から19.のいずれかに記載の不織布シート。
21. 前記結合剤は、非水溶性高分子化合物であることを特徴とする、15.から20,のいずれかに記載の不織布シート。
22. 14.から21.のいずれかに記載の不織布シートの製造方法であって、
前記pH指示薬と前記第四級アンモニウム塩とを非水系の有機溶剤中に溶解する工程と、
前記工程により得られた溶液を、前記担体に付与する工程と、
を含むことを特徴とする、不織布シートの製造方法。
23. 前記担体をシート化する工程をさらに含み、
前記付与する工程は、前記シート化する工程の前に行われることを特徴とする、22.に記載の製造方法。
24. 前記担体をシート化する工程をさらに含み、
前記付与する工程は、前記シート化する工程の後に行われることを特徴とする、22.に記載の製造方法。
本発明の実施の形態に係る不織布シートは、エアレイド法により形成されたウェブ層を含む不織布シートであって、前記不織布シートは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を含み、前記ウェブ層は、吸水性材料を主体としてなることを特徴とする。本発明の実施の形態において、不織布シートのウェブ層は、ウェブ層全体の質量を基準として、60質量%を超える量、好ましくは65質量%以上の量、より好ましくは70質量%以上の量で、吸水性材料を含む。ウェブ層全体の質量を基準として60質量%を超える量で吸水性材料を含んでいると、不織布シートは、水を含ませた際に含むことのできる水の量が多く、清浄対象物の清浄対象面に沿って変形しやすく、清浄対象面に対する良好な貼り付き性を示す。不織布シートは、熱融着性樹脂を含んでいてもよい。
図1は、本実施の形態の第1および第3の態様に係る不織布シートの構成を限定目的ではなく例示目的で示す図である。図1を参照して、本実施の形態の第1の態様に係る不織布シートの構成および作用効果について説明する。
図2は、本実施の形態の第2および第3の態様に係る不織布シート2000の構成を限定目的ではなく例示目的で示す図である。図2を参照して、本実施の形態の第2の態様に係る不織布シートの構成および作用効果について説明する。
再び図1および図2を参照して、本実施の形態の第3の態様の不織布シート(不織布)の構成について説明する。図中において、同一の符号は同一の構成要素を示す。同一の構成要素に関しては、重複する説明を省略する場合がある。
図3(a)は、機能性物質含有層が繊維Fを含む例である。繊維Fを含む機能性物質含有層160において、機能性物質Dは、繊維Fによって形成される空隙、すなわち繊維Fが構成する繊維構造物中の空隙に保持されることによって、粉落ちが防止されている。pH指示薬Iは、繊維Fを担体とし、これに固定されることによって不織布シートに保持されていることができる。あるいはまた、pH指示薬Iは、繊維Fとは別の材料を担体とし、それに固定された形態で、機能性物質Dと同様に、繊維Fが構成する繊維構造物中の空隙に保持されることができる。あるいはまた、その両方であってもよい。担体の詳細については後述する。
図3(b)は、機能性物質含有層が熱融着性樹脂Aを含む例である。熱融着性樹脂を含む機能性物質含有層140は、pH指示薬Iと、機能性物質Dと、熱融着性樹脂Aと、を含む混合物中の熱融着性樹脂Aを溶融することにより得られたものである。この例では、機能性物質含有層中の、pH指示薬Iおよび機能性物質Dは、一部が前記熱融着性樹脂Aで被覆された状態で固定(結着または固着ともいう)される。
図3(c)は、機能性物質含有層に隣接する層が熱融着性樹脂Bを含む例である。機能性物質含有層150に隣接する、熱融着性樹脂Bを含む層200は、機能性物質含有層150の表面に熱融着性樹脂Bを配置して熱により熱融着性樹脂Bを溶融することにより得られたものである。この例では、機能性物質含有層150中の、pH指示薬Iおよび機能性物質Dは、その一部が前記熱融着性樹脂Bで被覆された状態で固定されている。なお、層140に含まれる熱融着性樹脂Aと、層200に含まれる熱融着性樹脂Bとは、同じで樹脂であっても異なる樹脂であってもよい。
上述の本発明の実施の形態に係る不織布シートは、ヒートシール加工によって形成されていてもよい。1つの例として、図3(d)は、機能性物質含有層150の両面に熱融着性樹脂を含む他の層350が積層され、四辺がヒートシールされた構成を示す。他の層350の少なくとも一方は、他の層350を介して機能性物質含有層150の色を認識可能な構成を有する。
図3(e)は、機能性物質含有層150に隣接して接着層が設けられている例である。機能性物質含有層に隣接する接着層500は、機能性物質含有層の表面に接着層を配置することにより得られたものである。接着層としては、機能性物質含有層150に含まれるpH指示薬Iおよび機能性物質Dの粉落ちが防止されるように粘着機能を示す層であれば特に限定されないが、例えば、ホットメルト接着剤等が挙げられる。
上述の本発明の実施の形態に係る機能性物質含有シートは、エンボス加工によって形成されていてもよい。1つの例として、図3(f)は、熱融着性樹脂Aを含む機能性物質含有層140の両面に他の層350が積層され、エンボス加工により層間接着された構成を示す。他の層350の少なくとも一方は、他の層350を介して機能性物質含有層140の色を認識可能な構成を有する。
本実施の形態の不織布シートは、エアレイド法により形成されたウェブ層を含む。本実施の形態において、ウェブ層100は、吸水性材料110を主体としてなり、ウェブ層全体の質量を基準として、60質量%を超える量、好ましくは65質量%以上の量、より好ましくは70質量%以上の量で、吸水性材料110を含む。
本実施の形態の不織布シートは、吸水性材料を主体としてなる。吸水性材料としては、パルプ、麻、綿、絹、羊毛、鉱物繊維等の天然繊維、レーヨン等の再生繊維、ポリ乳酸、ナイロン等の合成繊維のような繊維状の吸水性材料(吸水性繊維)を用いることができる。吸水性繊維は、例えば解繊チョップドファイバーの形態で用いることができる。吸水性繊維の平均繊維長は1〜100mmであることが好ましく、1〜60mmであることがより好ましく、2〜30mmであることがさらに好ましい。また、吸水性繊維の繊度は1dtex〜120dtexであることが好ましく、1dtex〜85dtexであることがより好ましい。また、吸水性繊維の平均繊維長および繊度が前記範囲であると、ウェブ層の形成が容易であり、均一な分散状態を得やすい。吸水性材料は、2種以上を併用しても構わない。吸水性材料として、吸水性樹脂粒子等の粒子状の吸水性材料(吸水性樹脂粒子)を助剤に用いることもできる。吸水性樹脂粒子の例としては、カルボキシメチルセルロース、ポリビニルアルコールや高分子吸収体(SAP)などが挙げられる。粒子状の吸水性材料の平均粒径は、1〜1000μmであることが好ましく、10〜800μmであることがより好ましい。粒子状の吸水性材料の平均粒径が前記範囲であると、均一な分散状態を得やすい。
本実施の形態の不織布シートは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を含む。水分と接触した際に酸性を呈する粉末としては、化粧料で使用できるグレードの酸であれば特段の限定無く使用でき、人体等に触れず環境に対して影響のない用途で使用する場合は、特段グレードを規定しない。例えば、マロン酸、マレイン酸、クエン酸、リンゴ酸、酒石酸、コハク酸、フマル酸、ヒアルロン酸、リン酸二水素ナトリウムもしくはその誘導体、加水分解されて酸を生じる物質等を用いることができる。酸は2種以上を併用しても構わない。酸は、固体状の組成物であり、例えば粒子の形態であることが好ましい。以下、本明細書において、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を、単に、酸粒子ともいう。また、酸は結晶水として水を含んでいてもよい。結晶水を含むと水への溶解度が高くなり、反応性が向上する。ただし、保存安定性の観点から、酸性層は、加水分解や炭酸塩および/または重炭酸塩との反応が開始される等、変質の原因となる水分を含まないことが好ましい。
本実施の形態の第2の形態に係る不織布シートにおいて、水分と接触した際に酸性を呈する粉末120は、ウェブ層100に接して配置された粒子層を構成することができる。粒子層は、水分と接触した際に酸性を呈する粉末120の粒子に加えて、熱融着性樹脂をさらに含有することができる。この場合、水分と接触した際に酸性を呈する粉末の粒子は、粒子層中で、その一部が熱融着性樹脂により被覆された状態で固定されている。そのような粒子層は、例えばウェブ層など、不織布シートを構成する他の層の表面に、水分と接触した際に酸性を呈する粉末の粒子と熱融着性樹脂とを含む混合物を配置して、熱融着性樹脂を熱溶融させて構成成分を接着することにより形成することができる。
本実施の形態の不織布シートは、熱融着性樹脂を含んでいることができる。熱融着性樹脂は、ウェブ層および/または粒子層に配合されることができ、その際に、層内の構成成分を接合させて各層に強度を提供する構成材料として機能することができる。また、熱融着性樹脂は、不織布シートを構成する各層間に配置されて層間を接着させるバインダの役割を果たすことができる。
上述の熱融着性樹脂は2成分以上の複合体であってもよい。例えば、融点の異なる樹脂を複合化した芯鞘繊維、長手方向に垂直な断面で異なる樹脂を使用したサイドバイサイド繊維、コアとシェルとを有するコアシェル粒子等が挙げられる。これらの中でも、異種の樹脂を容易に複合化できることから、芯鞘繊維が好適に用いられる。
本実施の形態の範囲に含まれる変形例として、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末を含む層(アルカリ性層)をさらに備えた構成とすることができる。水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末としては、炭酸塩および/または重炭酸塩のようなアルカリ無機塩を使用することができる。アルカリ無機塩としては、化粧料で使用できるグレードのものであれば特段の限定無く使用でき、人体等に触れず環境に対して問題のない用途で使用する場合は、特段グレードを規定しない。例えば、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、セスキ炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重炭酸マグネシウム、重炭酸カルシウムもしくはその誘導体等を用いることができる。炭酸塩および/または重炭酸塩は2種以上を併用しても構わない。特に、炭酸水素ナトリウムおよび炭酸ナトリウムの一方もしくは両方を好ましく使用することができる。アルカリ無機塩は、固体状の組成物であり、例えば粒子の形態であることが好ましい。アルカリ無機塩は、例えばシリカ等の担持体に担持させた形態であってもよい。また、アルカリ無機塩は結晶水として水を含んでいてもよい。結晶水を含むと水への溶解度が高くなり、反応性が向上する。ただし、保存安定性の観点から、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末を含む層は、加水分解や酸との反応が開始される等、変質の原因となる水分を含まないことが好ましい。水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末としては、この他に水酸化カルシウムや水酸化ナトリウムなどの金属酸化物や金属水酸化物、リン酸塩やケイ酸塩などを使用することができる。本実施の形態に使用する水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末としては、平均粒子径5〜5000μmの粒子が好ましい。平均粒子径5〜5000μmであれば、粒子の脱落が少なく、適度な粒状感により、良好な使用感が得られる。
本実施の形態の不織布シートには、その用途に応じて、1つまたは複数の効果促進剤を配合することができる。
本実施の形態の通水性または吸水性シート300としては、水分を通す性質(通水性)を有するシート、および水分を吸収する性質(吸水性)を有するシートのうちから任意のシートを用いることができる。水分を通す性質(通水性)を有するシートとしては、水を通しさえすればよく、何ら限定はない。水分を吸収する性質(吸水性)を有するシートとしては、水分を内部に取り込んで保持することができるとともに、内部の水分を放出することができるシートを使用することができる。すなわち、本実施の形態に適用することのできる水分を吸収する性質(吸水性)を有するシートは、水を通す性質(通水性)を有するシートの一種であるといえる。通水性または吸水性シート300は、JISL1907規格に規定される沈降速度の測定方法に準じて測定される吸水速度が60秒以下であり、30秒以下であることがさらに好ましい。もしくは、JISL1907規格に規定される滴下法による吸水(もしくは通水)速度が60秒以下であり、30秒以下であることがさらに好ましい。通水性または吸水性シート300は、吸水性が低いほど水を通す速度が速く、これを用いた不織布シートでは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末120と水との間の反応が迅速に進み、酸性成分を含む水を短時間に生成させることができる。また、通水性または吸水性シート300は、吸水性(水分の保持力)が高いほど、酸性成分を含む水を長時間にわたり保持することができる。
フィルム400としては、不織布シートを使用する際に、清浄対象物の清浄対象面(角部や曲面を含む)に沿って適用することができるような柔軟性を有し、不織布シートの他の層、特に、通水性または吸水性シート300と比べて通気性が相対的に低い、任意のフィルムを用いることができる。
本実施の形態の不織布シートは、ウェブ層100、機能性物質含有層140、150、160に加えて、例えば表面改質や強度(剛性)付与等の機能性付与の目的で、他の層350を含むことができる。
ヒートシールは、ヒートシーラーなどの加熱手段により熱を加えて層間接着させる方法である。本発明の実施の形態においては、例えば、pH指示薬と機能性物質のみからなる機能性物質含有層を中間層とし、その両面に、他の層350として熱融着性樹脂を含む層200を配置して、四辺をヒートシールすることにより、多層構造の機能性シートを形成することができる。機能性物質含有層の両面に配置される層200のうちの少なくとも一方は、それを介して機能性物質含有層の色変化を使用者が視認することのできる構成を有する。例えば、層200は、透明であってもよく、半透明であってもよく、機能性物質含有層の構成材料が外部に漏れ出ないような網目サイズを有するメッシュ構造であってもよい。
接着層の形成方法は特に限定されないが、ホットメルト加工によって得られた接着層であることが好ましい。ホットメルト加工は、熱可塑性樹脂を溶かして押し出し、シートとシートを接着する加工方法である。機能性物質含有層と他の層を接合する際の層間接着に用いることができる。
エンボス加工は、凸凹模様を彫った押し型で強圧し、熱を加える加工である。この方法もまた、多層構造の層間接着に用いることができる。また、この方法は、単層または多層構造の機能性物質含有シートに凹凸などの表面加工を施すために用いることもできる。
pH指示薬は、酸塩基指示薬とも称され、溶液中の水素イオンに反応し、水素イオン濃度に応じて色調が変化する指示薬であれば、特に限定されない。
担体は、pH指示薬を不織布シートに固定するための土台となる物質である。担体は、担持体、または支持体とも称される。また、担体は、不織布シートのうちpH指示薬が配合される層の構成要素でもある。例えば、不織布シートが繊維で構成される構造体である場合、pH指示薬は、かかる繊維を担体として、不織布シートに固定されてもよい。あるいはまた、pH指示薬は、かかる繊維以外の成分、例えば粒子状物質を担体として、かかる繊維が構成する繊維構造物中の空隙に担体が保持されることによって、不織布シートに固定されてもよい。あるいはまた、その両方であってもよい。
第四級アンモニウム塩は、pH指示薬の発色を促進して色変わりを明瞭にし、またpH指示薬の担体への付着を強化するために配合される。
結合剤は、pH指示薬を担体に固定するために使用される。結合剤は、pH指示薬の呈色反応に悪影響を及ぼさないものが望ましい。また、結合剤は、非水溶性の高分子化合物であることが好ましい。
本実施の形態の不織布シートのウェブ層は、ウェブ層全体の質量を基準として、60質量%を超える量、好ましくは65質量%以上の量、より好ましくは70質量%以上の量で、吸水性材料を含む。
不織布シートにおける機能性物質(水分と接触した際に酸性を呈する粉末、および含まれる場合の、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末)の配合量は、材料の種類、用途および所望の効果によっても異なる。
不織布シートの坪量は、用途に応じて適宜設定することができる。例えば、不織布シートの坪量は30〜300g/m2であることが好ましい。つまり、不織布シートがウェブ層からなる単層構成である場合は、ウェブ層自体の坪量が30〜300g/m2であることができる。また、不織布シートが、通水性または吸水性シート300および/またはフィルム400を含む場合は、不織布シートを構成するウェブ層と通水性または吸水性シート300および/またはフィルム400との合計の坪量が30〜300g/m2であることができる。不織布シートにおける、ウェブ層と、通水性または吸水性シート300および/またはフィルム400と、の坪量の比率は、用途や目的品質に応じて適宜設定することができる。
図1(a)に例示される本実施の形態の第1の態様に係る不織布シートの製造方法として、例えば、一般に知られるエアレイド法を採用するウェブ形成装置を用いる方法がある。例えば、ウェブ層を搬送するためのキャリアシート上に、吸水性材料と、水分と接触した際に酸性を呈する粉末と、例えばポリエチレン(PE)のような熱融着性樹脂と、の均一混合物を積層させ、その上にキャリアシートを配置して、熱融着性樹脂を加熱処理により溶融させて各構成要素を接合することができる。このとき、2つのキャリアシートのうちの一方または両方に本実施の形態の通水性または吸水性シートを用いることにより、図1(b)または図1(c)に例示される層構成を得てもよい。また、キャリアシートの1つに、他の層と比べて通気性が相対的に低い任意のフィルムを用いることにより、図1(d)または図1(e)に例示される層構成を得てもよい。キャリアシートは、本実施の形態において必須ではなく、上記加熱処理後に、形成された積層体から剥がしてもよい。製造時における、水分と接触した際に酸性を呈する粉末と水との間の反応を防ぐために、本実施の形態において、これらの積層は乾式法にて行う。吸水性材料を主体とするウェブ層の形成には、一般に知られるエアレイド法を採用するウェブ形成装置を用いることができる。
エアレイド法を採用する本実施形態の不織布シートの製造方法の例を、より詳細に示す。本方法は、解繊工程と混合工程とウェブ形成工程と結着工程とを有する。
解繊工程は、ショートカットファイバーの形態の材料を、空気流によって解繊して解繊ショートカットファイバーを得る工程である。
混合工程は、解繊ショートカットファイバーの形態の吸水性材料と、他のウェブ層必須構成材料と、を混合してウェブ原料を得る工程である。本実施の形態の第1の態様において、他のウェブ層必須構成材料には、水分と接触した際に酸性を呈する粉末が含まれる。このとき同時に、任意の他の材料を混合することができる。任意の他の材料の形状は、繊維状でも粒子状でもよい。任意の他の材料の例としては、熱融着性樹脂、吸水性樹脂粒子、効果促進剤等の必要に応じて添加される助剤等が挙げられる。これらの材料の添加順に特に限定は無く、また、これらの材料は、混合工程よりも後の工程で、例えば散布等によって添加することもできる。
ウェブ形成工程は、エアレイド法によってウェブ原料からエアレイドウェブを得る工程である。ここで、エアレイド法とは、空気流を利用して繊維を3次元的にランダムに堆積させてウェブを形成する方法である。
粒子散布工程は、既知の方法よってウェブ原料に粉体を配合する工程である。繊維に粉体を混合してウェブを形成する方式もしくはウェブの表面もしくはキャリアシート上に散布する方式のいずれを用いてもよい。水分と接触した際に酸性を呈する粉末は、この粒子散布工程において、ウェブの表面もしくはキャリアシート上に散布されてもよい。
結着方式は、水を使わずに結着させる観点から、サーマルボンド方式を使用することが好ましい。サーマルボンド方式による結着工程は、エアレイドウェブを加熱処理して、解繊ショートカットファイバー同士を熱融着性樹脂によって結着させる工程である。
本実施の形態の第3の態様に係る不織布シートの製造方法について説明する。第3の態様に係る不織布シートは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を含有する層(機能性物質含有層)を有する。本実施の形態において、機能性物質含有層は、乾式法で設けられた層である。本実施の形態で用いることのできる乾式法には、水を使用しない非水系の任意の層形成方法が含まれる。また、任意の別の機能性物質含有層である、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末を含有する層についても、同様の製造方法を採ることができる。
本実施の形態の不織布シートの機能性物質含有層は、担体に固定された形態のpH指示薬(以下、色素とも記載する)を含む。そのために、担体に対して色素を適用する工程を行う。本発明の実施の形態において用いることのできる、pH指示薬混合溶液(色素溶液)の担体への適用方法について説明する。
色素溶液(pH指示薬混合溶液)を作製するのに適用可能な溶媒の例としては、芳香族炭化水素、脂肪族炭化水素、エステル類、アルコール類等の非水系の溶媒(有機溶剤)が挙げられる。色素溶液の構成材料となるべき薬剤(pH指示薬、第四級アンモニウム塩、および適宜、結合剤等)を溶解して均一な色素溶液を調整することができ、担体に色素溶液をコーティングした後に、減圧乾燥等の手法によって除去可能な溶媒がよい。特にアルコール類がよく、さらにはイソプロピルアルコールがよい。
色素(pH指示薬)の配合量は、使用する色素によって異なるが、使用時に明瞭な色変化が認められる量がよい。例えばチモールブルーの配合量は、担体の重量に対して0.01〜0.5%(w/w)が好ましく、より好ましくは0.02〜0.1%(w/w)である。なお、ここでいう担体とは、不織布シートのうち、そのpH指示薬が配合される機能性物質含有層の構成要素(繊維、粉末等)をいう。
pH指示薬Iを固定した担体は、機能性物質含有層140、150、160に、任意の割合で配合することができる。機能性シートの色変化の視認性の観点から、pH指示薬Iの色変化が明瞭に確認できることが好ましい。
以下に、本実施の形態に係る不織布シートの用途を例示する。
以下のとおり実施例、比較例および実験例の不織布シートを製造して、性能を評価した。
I.保水性
不織布シートに水を含ませた際に、不織布シートは、含ませられた水を保持する能力(保水性)が高いほど、酸性成分を含む液体を長い時間にわたって清浄対象物に適用することが可能であると考えられる。保水性は、例えば、不織布シートに水を含ませた際に、内部に取り込むことのできる水の量や、取り込んだ水を内部に留めておくことのできる時間の長さ等によって判断することができる。
不織布シートで清浄対象面を拭った際に、汚れが落ちきるまでの拭き取り回数が少なく、また、汚れを落とすためにかける必要のある力の大きさが小さいほど、不織布シートの汚れを落とす性能が高いと考えられる。
不織布シートの1つの使用方法として、水を含ませた不織布シートを清浄対象面に接触させて放置し、ある程度の時間が経過した後に、拭き取り動作を行う方法がある。この方法によると、不織布シートが接触する清浄対象面の部分に対し、酸性成分を含む液体を集中的に適用することが可能となる。これによると、清浄対象面に付着していた汚れを浮かすことができ、清浄効率が高いと考えられる。
水と接触した際に酸性を呈する粉末のような機能性物質およびpH指示薬(色素)を配合した不織布シートに水を含ませると、機能性物質の反応により水中の水素イオン濃度(pH)が変化する。シートに配合されたpH指示薬(色素)が、それに応じて反応して呈色または変色し、シートの色が変化する。pHに対応する色、および色変化の明瞭性は、pH指示薬(色素)の種類や配合量等によって異なり得る。また、加水によってpH指示薬(色素)がシート内に留まりきれずにシートから流出すると、水に色移りが生じ、シートの色は薄くなって、色変化が明瞭でなくなるおそれがある。
後述する実施例のうちpH調整剤を含む実施例(具体的には、実施例4)の不織布シートについて、以下の試験を行った。
形成したシートを5cm×5cm四方の大きさに裁断し、シート重量の5倍量の水を含ませた。このとき、水を含ませる前(乾燥状態)、直後、15分後、60分後のシートの色およびpHを確認した。
色素流出性の1つの指標として、発色したシートで白いプラスチックシートを拭き、色移りを目視で確認した。ここで「色移り」とは、シートの発色成分である色素がシート外に溶出し、プラスチックシートに移動することを言う。色移りの程度が小さいほど色素流出性は低く好ましい。色移りは、確認できないことがより好ましい。
<不織布シートの製造>
ショートカットのレーヨン繊維(繊度3.3dtex、繊維長5mm)およびショートカットの芯鞘型の熱融着性複合繊維(PET/PE複合芯鞘繊維、繊度2.2dtex、繊維長5mm、鞘部融点130℃)を、それぞれ、旋回流式ジェット気流解繊装置を用いて解繊処理して、それぞれの解繊ショートカットファイバーを得た。
<不織布シートの製造>
ショートカットの芯鞘型の熱融着性複合繊維(PET/PE複合芯鞘繊維、繊度2.2dtex、繊維長5mm、鞘部融点130℃)を、旋回流式ジェット気流解繊装置を用いて解繊処理して、解繊ショートカットファイバーを得た。
<不織布シートの製造>
レーヨンスパンレース不織布に代えて、第2のキャリアシートとして木材パルプを原料とするティシュ(坪量14g/m2)を積層して、得られた積層シートを、熱風循環コンベアオーブン方式のボックスタイプドライヤに通し、140℃で熱風処理して、その上に、ホットメルト接着剤(エチレン・酢酸ビニル共重合体)を5g/m2塗布したフィルム(PE、坪量26g/m2)を、フィルムのホットメルト接着剤が塗布された側の面がティシュに面するように積層した以外は実施例1と同様にしてシートを得た。坪量は約277g/m2であった。
<色素溶液の作製>
2%濃度のチモールブルー溶液(溶媒はエタノール)50g、50%濃度の塩化ベンザルコニウム水溶液10g、およびポリビニルブチラール40gをイソプロパノールに溶解し、合計500gになるようにイソプロパノールでメスアップした(質量/質量基準)。ポリビニルブチラールが完全に溶解するまで混合して混合液を調製し、色素溶液C1とした。
50gの粉末状のセルロース繊維(繊維長0.2mm)をミキサーで攪拌しながら、25gの色素溶液C1を添加し、繊維と色素溶液が均一に混合するまで攪拌した。次いで乾燥機で105℃2時間の条件で乾燥させて、溶剤を除去し、粉末状の色素コーティングセルロース繊維1(繊維長0.2mm)を得た。
クエン酸/PEパウダーの粒子混合物に代えて、クエン酸とPEパウダー(平均粒径400μm)と色素コーティングセルロース繊維1とを70/25/15の割合(質量比)で混合し、クエン酸/PEパウダー/色素コーティングセルロース繊維の粒子混合物を得た以外は実施例1と同様にしてシートを得た。坪量は185g/m2だった。
粒子混合物に代えて、PEパウダー(平均粒径400μm)をエアレイドウェブ上に5g/m2となるよう散布し、堆積させた以外は実施例1と同様にしてシートを得た。坪量は約214g/m2であった。
レーヨン/(PET/PE)の繊維混合物に代えて、解繊ショートカットファイバーの形態の芯鞘型の熱融着性複合繊維(PET/PE複合芯鞘繊維、繊度2.2dtex、繊維長5mm、鞘部融点130℃)を使用した以外は、実施例1と同様にしてエアレイドウェブ含有シートを得た。
<色素溶液の調製>
まず、下記の第1表に記載される8種類のpH指示薬(色素)について、それぞれの1%溶液を調製した。このとき、コンゴーレッド、インジゴカーミン、赤キャベツ色素は水に溶解し、その他の色素はエタノールに溶解して、溶液を調製した。次に、第2表に記載される配合に従い材料を混合して、各pH指示薬について2種類の色素溶液C2、C3を調製した。
50gの粉末状のセルロース繊維(繊維長0.2mm)をミキサーで攪拌しながら、25gの色素溶液C2を添加し、繊維と色素溶液が均一に混合するまで攪拌した。次いで乾燥機で105℃2時間の条件で乾燥させて、溶剤を除去し、粉末状の色素コーティングセルロース繊維2(繊維長0.2mm)を得た。
第3表は、評価試験I.〜III.の結果を示す。第4表は、評価試験IV.の結果を示す。第5表は、評価試験V.の結果を示す。
I.保水性
○: 軽く絞った際に水は溢れ出ず、不織布シートは含ませられた水を保持することができた。また、不織布シートが清浄対象面に載置されて放置された際に、液垂れの現象は見られなかった。
×: 水をはじき、軽く絞る前から水が溢れ出て、不織布シートは含ませられた水を保持することができなかった。
II. 汚れ落ち
○: 拭き取り動作を数回行うことで、水あか汚れを容易に拭き取ることができた。
×: 拭き取り動作を10回繰り返しても、水あか汚れを拭き取りきれなかった
III.貼り付き性
○: 不織布シートは清浄対象面から剥がれなかった。
×: 不織布シートは清浄対象面から剥がれた。
IV.呈色性
○: 色変化は大きく明瞭であった。
△: 色変化は視認可能であった。
×: 色変化は小さく不明瞭であった。
30 繊維混合物供給手段
41 第1のキャリアシート
51 第2のキャリアシート
100 ウェブ層
110 吸水性材料
140 熱融着性樹脂を含む機能性物質含有層
150 機能性物質含有層
160 繊維を含む機能性物質含有層
200 アルカリ性層
300 通水性または吸水性シート
350 他の層
400 フィルム
1000、2000、2010、2020 不織布シート
A、B 熱融着性樹脂
D 機能性物質
F 繊維
I pH指示薬(色素)
W エアレイドウェブ
Claims (15)
- エアレイド法により形成されたウェブ層を含む不織布シートであって、
前記不織布シートは、水分と接触した際に酸性を呈する粉末を含み、
前記ウェブ層は、吸水性材料を主体としてなる、不織布シート。 - 前記粉末は、前記ウェブ層に含まれる、請求項1に記載の不織布シート。
- 前記粉末は、前記ウェブ層の厚さ方向において前記ウェブ層の一方の面側に偏在している、請求項2に記載の不織布シート。
- 前記粉末は、前記ウェブ層の厚さ方向において一様に分布している、請求項2に記載の不織布シート。
- 前記粉末は、前記ウェブ層に層状に積層されている、請求項1に記載の不織布シート。
- 前記ウェブ層は、吸水性繊維を主体としてなる、請求項1から5のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートは、粒径1μm以上1000m以下の粒子状の熱融着性樹脂を含む、請求項1から6のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記ウェブ層は、繊度1dtex以上120dtex以下、平均繊維長1mm以上100mm以下の繊維状の熱融着性樹脂を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートは、前記ウェブ層に隣接する通水性または吸水性シートを含む、請求項1から8のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートは、前記ウェブ層に接して層状に配置されている前記粉末に隣接する通水性または吸水性シートを含む、請求項5に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートの一方の面にフィルムからなるフィルム層が設けられた、請求項1から10のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートは、水分と接触した際にアルカリ性を呈する粉末を含むアルカリ性層をさらに含む、請求項1から11のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記ウェブ層は、前記吸水性材料を、前記ウェブ層の質量を基準として60質量%を超える量で含む、請求項1から12のいずれか一項に記載の不織布シート。
- 前記不織布シートは、pH指示薬と、担体と、を前記粉末と同一層に含有し、
前記pH指示薬は、第四級アンモニウム塩によって前記担体に固定されていることを特徴とする、請求項1から13のいずれか一項に記載の不織布シート。 - 結合剤をさらに含み、前記pH指示薬は、前記第四級アンモニウム塩と、前記結合剤と、によって前記担体に固定されていることを特徴とする、請求項14に記載の不織布シート。
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