嵩高清掃物品及びその製造方法
【課題】エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる嵩高清掃物品及びその効率的な製造方法を提供すること。
【解決手段】嵩高清掃物品は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、厚みが１．０〜３．０ｍｍで耐水性を有する。嵩高清掃物品の製造方法は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該シートを乾燥させ、乾燥後の該シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる。
【解決手段】嵩高清掃物品は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、厚みが１．０〜３．０ｍｍで耐水性を有する。嵩高清掃物品の製造方法は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該シートを乾燥させ、乾燥後の該シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵩高清掃物品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維シートからなる清掃物品が、床やトイレ、キッチン等の清掃用に用いられている。また、このような清掃物品は、嵩高である方が、使い勝手が良く、拭き取り効果に優れている。
パルプ等を主体とした繊維からなる紙を嵩高にする方法としては、彫刻したロール間で押圧するエンボス法がある。紙のエンボス法は、抄造途中の湿紙にエンボスを行うウェットエンボス法と、紙を抄造してからエンボスを行うドライエンボス法に大別できる。ウェットエンボス法は、抄紙機上で紙が乾燥されるまでの間にエンボスを行う方法（特許文献１参照）である。特許文献１には、エンボス賦形を行った湿紙を乾燥工程で乾燥することが記載されている。しかし通常抄造時に湿紙に含まれる多量の水分を乾燥させるためには、ヤンキードライヤーや多筒式ドライヤー表面に強く湿紙を接触させて熱効率を良くする必要があり、そのような乾燥方法においては嵩高なエンボスの賦形は不可能であった。
【０００３】
一方ドライエンボス法は、一旦抄造して乾燥させた紙にエンボスを行う方法であり、最も一般的である。しかしパルプ等を主体とした繊維からなる紙にエンボスを行った場合、エンボスによる賦形時に繊維間結合の破壊や繊維の破断が生じて紙の強度、エンボスの保形性（嵩の維持）が低下する。
熱融着性繊維を混抄したり、熱可塑性又は熱融着性バインダーを添加したりして、熱エンボス加工により繊維間を熱接着すれば、強度や保形性が向上するが、熱融着性繊維の使用は、製造コストが上昇する。
【０００４】
ところで、本出願人は先に、湿式抄紙によって製造され且つカルボキシル基を有する水溶性バインダーを含有する水解紙に、多価金属イオンと有機溶剤を必須成分として含有する水性清浄薬剤を含浸させてなる水解性清掃物品を提案した（特許文献２参照）。この水解性清掃物品は、清掃作業に耐え得る強度を有し、使用後には、トイレ等への水洗廃棄が可能である。この水解性清掃物品においても、エンボス加工を施した場合には、紙の強度やエンボスの保形性が低下しやすいため、エンボス加工により充分に嵩高化することが困難であった。また、この水解性清掃物品は、良好な水解性を有し多量の水に接すると強度が低下するため、乾いている場所や、濡れていてもその範囲や程度が小さい場合には好ましく用い得る反面、濡れている場所の清掃には適さないものであった。
また、一般に紙の強度を向上させる場合、紙力増強剤としてカルボシキメチルセルロースを添加する方法が知られており、更にアルミニウムイオン等の金属イオンを添加した場合、カルボシキメチルセルロースと結合し、更に強度向上することが知られている（特許文献３参照）。水解紙では、特許文献２にカルボシキメチルセルロースとアルミニウムイオン、鉄イオン、銅イオン及びスズイオンを添加した場合、水解しにくくなり強度が向上することが見い出されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６０３９７号公報
【特許文献２】特開平２−１４９２３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−２８２３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる嵩高清掃物品及びその効率的な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍであり、耐水性を有する嵩高清掃物品を提供することによって前記目的を達成したものである。
【０００８】
また本発明は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる、嵩高清掃物品の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる嵩高清掃物品及びその効率的な製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１には本発明の一実施形態としての嵩高清掃物品１の斜視図が示されている。
本実施形態の嵩高清掃物品１は、第１の面１ａ及び第２の面１ｂを有しており、一方の面側から他方の面側に突出して形成された多数の凸部２，２・・を有している。凸部２は、嵩高清掃物品１の長手方向Ｘ及び幅方向Ｙの各方向に列をなすように一定の間隔で配置されており、千鳥格子状の配置パターンをなしている。凸部２，２・・間には、それぞれ凹部３，３・・が形成されており、やはり千鳥格子状の配置パターンをなしている。これによって嵩高な嵩高清掃物品はその全体が三次元形状となっている。
【００１１】
嵩高清掃物品１は、その嵩高さによって特徴付けられている。嵩高清掃物品１の厚みＴ1、即ち第１の面１ａにおける凸部２の頂点から、第２の面１ｂにおける凸部２の頂点までの距離は、水性薬剤が含浸された０．３ｋＰａ荷重下で、好ましくは１．０〜３．０ｍｍであり、より好ましくは１．２〜２．５ｍｍ、さらに好ましくは１．３〜２．０ｍｍである。この範囲の厚みとすることで、清掃物品が嵩高となり雑巾のような厚手感が出せるとともに、良好な強度を維持することができる。具体的には、厚みが１．０ｍｍ未満であると、従来の清掃用シートに対して顕著な厚み感の向上が実感できず、やや拭きづらく、汚れの裏抜けといった点でも不安感を使用者に与える。一方、３．０ｍｍを超えると清掃物品１の丈夫さが損なわれたり、収納容器が大きくなったりし、使い捨てを前提とした用途では不経済である。嵩高清掃物品１の厚みＴ1は前述の通り０．３ｋＰａ荷重下で測定される。この荷重は、非常に小さく、嵩高清掃物品１の見かけの厚みに近似される。
【００１２】
嵩高清掃物品１は、嵩高であることに加えて、該清掃物品１を手に持ち清掃する場合、手で該清掃物品１を押さえつけても厚みが維持される保持性を有することが必要である。本発明では手で押さえた力を１．０ｋＰａと想定している。この保持性は、前記水性薬剤が含浸されている状態での嵩高清掃物品の１．０ｋＰａ荷重下で測定された厚みＴ2が０．９ｍｍ以上であることによって達成されることとなる。Ｔ2は０．９ｍｍ以上であり、好ましくは１．０ｍｍ以上、特に１．２ｍｍ以上であることが手を添えてしっかり拭き掃除する際のふきやすさや汚れの裏抜けを防止する観点から好ましい。Ｔ2の上限値については、Ｔ1を上回ることはない。
【００１３】
嵩高清掃物品１は、前述のＴ1とＴ2との比Ｔ2／Ｔ1（以下、この比を厚み比という）が０．８以上であることが、嵩高エンボス形状の維持の面から好ましい。厚み比が０．８未満となると目的とした嵩高エンボス形状の保持性が得られず、手で押すと潰れやすく、布のような弾力感や安心感が得られない。厚み比は好ましくは０．８５以上となっている。厚み比の上限値に特に制限はなく、１に近いほど保持性（嵩の維持性）が良くなることを意味する。
【００１４】
なおＴ2及びＴ1の値は水性薬剤の含浸量及び配合組成に大きな影響を受けない。本発明においてはＴ2及びＴ1の測定条件に水性薬液の含浸量を含めていない。もしＴ2及びＴ1の測定条件に水性薬液の含浸量を含める場合には、本発明における典型的な含浸量である、繊維シートの乾燥重量の２倍とすることが適切である。
【００１５】
嵩高清掃物品１は、セルロース系繊維を主体として構成され、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなる。
嵩高清掃物品１を構成する繊維シートは、水性薬剤を含浸させる前の坪量が３０〜１５０ｇ／ｍ2であることが、エンボス加工の容易、経済性の観点から好ましい。また、繊維シートは、セルロース系繊維を主体として構成されており、バインダーとしてカルボキシル基を有するバインダーを含有している。
【００１６】
繊維シートを構成するセルロース系繊維は、繊維長が好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下、一層好ましくは５ｍｍ以下のものが用いられる。
セルロース系繊維は、重量平均繊維長で０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのパルプ繊維を主体に用いる。さらに、風合いを良好にする観点から平均繊維長４．０〜７．０ｍｍ程度のレーヨン繊維や合成繊維を混抄することもできる。
セルロース系繊維としては、例えばパルプ、コットン等の天然繊維やレーヨン等の半合成繊維等が挙げられる。これらの繊維は一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。叩解度を変えてフィブリル化した繊維を用いることもできる。パルプとしては、針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒しクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等の漂白された木質パルプ、その他麻等由来のパルプ、化学処理を施してアルカリ膨潤したマーセル化パルプ、螺旋構造を有する化学架橋パルプ、微小繊維状セルロースを用いることもできる。
混抄する合成繊維としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系繊維やポリエステル系等の合成繊維、ポリ乳酸からなる合成繊維等が挙げられる。
繊維シートには、バインダーを除いてセルロース系繊維が７０〜１００重量％、特に８０〜１００重量％含まれていることが好ましい。
【００１７】
嵩高清掃物品１は、繊維シートを構成するセルロース系繊維同士を結合させるバインダーとして、カルボキシル基を有するバインダーを含んでいる。カルボキシル基を有するバインダーとしては、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチル化デンプン又はその塩、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸メタクリル酸共重合体、アクリル酸又はメタアクリル酸とアクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルとの共重合体又はその塩、アルギン酸ナトリウムが挙げられる。特にカルボシキメチルセルロース（ＣＭＣ）は良好に用いることができる。
ＣＭＣは、水溶性又は水膨潤性である。ＣＭＣの添加量は、繊維シートの乾燥状態の重量に対して、１〜３０重量％、特に２〜１５重量％となるように添加されることが、嵩高性の維持、耐水性の発現、経済性の観点から好ましい。
【００１８】
ＣＭＣは、水性薬剤に含まれる三価の金属イオンによって架橋されており、この架橋されたＣＭＣが、結合剤として機能し、嵩高清掃物品１が多量の水と接触してもセルロース系繊維の結合が維持される。これにより、嵩高清掃物品１は、耐水性を有するものとなっている。
水性薬剤中の水分含量は、手肌への刺激性等の観点から、３０〜９５重量％が好ましく、より好ましくは５０〜９５重量％、更に好ましくは６０〜９５重量％である。
【００１９】
ＣＭＣは、そのエーテル化度が０．８〜１．２、特に０．８５〜１．１であると水溶性となる。この水溶性ＣＭＣは、２５℃における１重量％水溶液の粘度が１０〜４０ｍＰａ・ｓ、特に１５〜３５ｍＰａ・ｓであり、同温度における５重量％水溶液の粘度が２５００〜４０００ｍＰａ・ｓ、特に２７００〜３８００ｍＰａ・ｓであり、更に６０℃における５重量％水溶液の粘度が１２００ｍＰａ・ｓ以下となる。水溶性ＣＭＣは、スプレーなどによって繊維シートに添加する場合には、加熱することで粘度低下をすることができ、そのハンドリング性の面から好適である。
【００２０】
水性薬剤は水を媒体として、前述した二価及び／又は三価の金属イオンを供与する水溶性金属塩が配合されてなるものである。また水溶性有機溶剤も添加することができる。
二価又は三価の金属イオンとしては、鉄イオン（Ｆｅ2+、Ｆｅ3+）、アルミニウムイオン（Ａｌ3+）、銅イオン（Ｃｕ2+）、スズイオン（Ｓｎ2+）等が挙げられる。水性薬剤中でこのような金属イオンを供与し得る水溶性金属塩としては、塩化物イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、硫化物イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、その他クエン酸等の有機酸との化合物及びその水和物等が挙げられる。特に好ましく用いられるものは、硫酸鉄、硫酸アルミニウム及びその水和物等である。水溶性の二価及び三価の金属塩は、一種を単独で用いても良いし、二価及び／又は三価の２種以上の金属イオンを供与し得る２種以上の金属塩を併用することもできる。
繊維シートに含浸させる前の水性薬剤中の二価及び／又は三価の金属イオンを供与する水溶性二価及び／又は三価の金属塩を１〜５重量％濃度で含有する組成のものが、バインダーを不溶化してシートの充分な強度を発現させる点から好ましい。
【００２１】
水溶性有機溶剤としては、具体的にはエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、３−メチル−１，３−ブタンジオール等のグリコール類、これらグリコール類とメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコールとのモノ又はジエーテル、前記グリコール類と低級脂肪酸とのエステル、グリセリンやソルビトール等の多価アルコールが挙げられる。水性薬剤中における水溶性有機溶剤は、単独または２種類以上の混合でも用いられることができ、その濃度は好ましくは１〜５０重量％、更に好ましくは５〜４０重量％、一層好ましくは１０〜３０重量％である。
【００２２】
水性薬剤にはこれらの成分に加えて必要に応じ界面活性剤、殺菌剤、キレート剤、漂白剤、消臭剤、香料などを配合して、該水性薬剤の清掃性能を高めてもよい。界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤の何れもが用いられ、特に洗浄性と仕上がり性の両立の面から、ポリオキシアルキレン（アルキレンオキサイド付加モル数１〜２０）アルキル（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）エーテル、アルキル（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）グリコシド（平均糖縮合度１〜５）、ソルビタン脂肪酸（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）エステル、及びアルキル（炭素数６〜２２の直鎖又は分岐鎖）グリセリルエーテル等の非イオン界面活性剤並びにアルキルカルボキシベタイン、アルキルスルホベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルアミドカルボキシベタイン、アルキルアミドスルホベタイン、アルキルアミドヒドロキシスルホベタイン等のアルキル炭素数８〜２４の両性界面活性剤が好適に用いられる。
【００２３】
水性薬剤は、十分な清拭効果が発現する点から、嵩高清掃物品の重量（乾燥基準）に対して好ましくは１００〜５００重量％含浸され、更に好ましくは１００〜３００重量％含浸される。また、水性薬剤は、水分濃度が６０〜９０重量％であり且つ水溶性有機溶剤の濃度が８〜３５重量％であるものが好ましい。
【００２４】
嵩高清掃物品１の湿潤強度は、抄紙機の流れ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、略してＭＤ）で３００ｃＮ／２５ｍｍ以上、ＭＤとの直角方向（Ｃｒｏｓｓ ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、略してＣＤ）で１００ｃＮ／２５ｍｍ以上であることが清掃時の丈夫さの観点から好ましい。ＭＤ方向については、更に好ましくは４００ｃＮ／２５ｍｍ以上、一層好ましくは５００ｃＮ／２５ｍｍ以上である。ＣＤ方向については、更に好ましくは１５０ｃＮ／２５ｍｍ以上、一層好ましくは２００ｃＮ／２５ｍｍ以上である。
【００２５】
再び図１に戻ると、凸部２はほぼ半球の形状をしている。凹部３についても同様である。本実施形態の嵩高清掃物品１は、その両面が同様な性能を有することが好ましい。この観点から、第１の面１ａにおける凸部２の形状及び間隔は第２の面１ｂのそれと略同様であることが好ましい。また第１の面１ａに存する凸部２は、第２の面１ｂに存する凹部３と表裏の関係にあり、同様に第１の面１ａに存する凹部３は、第２の面１ｂに存する凸部２と表裏の関係にあることが好ましい。更に、凸部２の形状は、凹部３の形状を反転したものであることが好ましい。
【００２６】
エンボスパターンに限定はない。エンボス加工後の紙が嵩高になるものであればよい。特に凹凸状のスチールマッチエンボスは嵩高になりやすい。この凹凸状のスチールマッチエンボスでは、ロール表面に均一に且つ規則的に凹凸が存在し、２つのロール間で一方のロールの凸部ともう一方の凹部がかみあっている。この凹凸状のパターンは、凸部と凹部の繰り返しであり、凸部と凹部のピッチは３．５〜１４．０ｍｍが好ましく、更に５．０〜１０．０ｍｍが好ましい。また、凸部頂点と凹部頂点の差（溝深さ）は好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ、更に好ましくは１．５ｍｍ〜４．５ｍｍ、一層更に好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍであることが、嵩高清掃物品１を嵩高にする観点から好ましい（図２参照）。
【００２７】
凸部２は、嵩高清掃物品１の一面において、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形の領域を考えた場合、該面の何れの位置においても、該領域中に平均して５０〜８５０個、特に１００〜６００個形成されていることが好ましい。凸部２の個数をこの範囲内とすることにより、凸部２と凹部３とがバランスよく配されるので、本実施形態の嵩高清掃物品１は、清掃用として使用される場合、汚れの除去性に一層優れたものとなる。嵩高清掃物品における凸部２及び凹部３は、エンボスロールの彫刻パターンに応じてそれらの形状や配置を自由に設計できる。
【００２８】
次に、嵩高清掃物品１の好ましい製造方法について説明する。
嵩高清掃物品１は、セルロース系繊維を主体として構成され、ＣＭＣを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオン及び有機溶剤を含む水性薬剤を含浸させることで得られる。
【００２９】
セルロース系繊維を主体として構成され、ＣＭＣを含有する含有する繊維シートは種々の方法にて製造される。例えば、抄紙原料であるパルプ分散液中に水溶性バインダーと水溶性バインダーのパルプ繊維への定着剤を添加して、所定量の水溶性バインダーを含有する水解紙原反を製造することが知られているが（特開平３−１９３９９６号公報）、その水溶性バインダーとしてＣＭＣを用いる。また、パルプ分散液からシートをフォーミングし、プレス脱水あるいは半乾燥した後にＣＭＣを噴霧乾燥あるいは塗工乾燥して、所定量のＣＭＣを含有する繊維シートを製造することも可能である。本製造方法における繊維シートは、水性薬剤を含浸される前は、実質的に水分散可能なものである。すなわち、多量の水に繊維シートを入れて攪拌した場合には、繊維がばらばらの状態に分散する。
更に上述の湿式抄紙法ではなく、パルプ繊維を用いて水を使わず乾式で解繊して、ウェブを形成した後、ＣＭＣを噴霧あるいは塗工し、その後乾燥して繊維シートを製造することも可能である。いわゆるエアレイド製法である。
【００３０】
図３にはＣＭＣを含有する繊維シートの製造に好ましく用いられる製造装置の一例の概略図が示されている。図３に示す製造装置（湿式抄造機）は、フォーマーと、ワイヤーパートと、第１ドライパートと、スプレーパートと、第２ドライパートとを備えて構成されている。フォーマーは、調製装置（図示せず）から供給された完成紙料を所定の濃度に調節してワイヤーパートへ供給するものである。図示しない調製装置は、パルプ繊維等の原料を離叩解する装置と、離叩解された原料にサイズ剤、顔料、紙力増強剤、漂白剤、凝集剤等の添加剤を添加する添加装置とを備え、嵩高清掃物品の特性に応じた所定濃度の原料からなる紙料を完成紙料として調製するように構成されている。また、パルプスラリーにバインダーを混合することも可能である。ワイヤーパートは、フォーマーから供給された完成紙料を抄き網に湿紙として形成するものである。第１ドライパートは、ワイヤーパートにおいて形成された湿紙を乾燥させるものである。スプレーパートは、第１ドライパートで乾燥された紙にバインダーを噴霧するものである。第２ドライパートは、スプレーパートでバインダーが噴霧され湿潤状態になっている紙を乾燥させるものである。
【００３１】
フォーマー４から供給された完成紙料がワイヤーパートにおいて抄造され、ワイヤー５上に湿紙が形成される。湿紙は、ワイヤーパートに設置されているサクションボックス６による吸引によって水分が除去され、所定の水分率となされる。次いで湿紙は、第１ドライパート７に導入されて乾燥される。第１ドライパート７はスルーエアードライヤー（以下、ＴＡＤという）から構成されている。ＴＡＤは、周面が通気性を有する回転ドラム８と、該回転ドラム８をほぼ気密に覆うフード９とを備えている。ＴＡＤにおいては、所定温度に加熱された空気がフード９内に供給されるようになされている。加熱された空気は回転ドラム８の外側から内部に向けて流通する。湿紙は、図３中、矢印方向に回転する回転ドラム８の周面に抱かれた状態で搬送される。ＴＡＤ内を搬送されている間、湿紙にはその厚み方向へ加熱空気が貫通し、それによって湿紙は乾燥され紙となる。
【００３２】
第１ドライパート７で得られた紙には、スプレーパートにおいてバインダーを含む水溶液が噴霧される。スプレーパートは第１及び第２ドライパート７，１４間の位置である。両ドライパート７，１４は、コンベアを介して連結されている。
【００３３】
コンベアは、それぞれ矢示方向に回転する上コンベアベルト１０と下コンベアベルト１１とを備えている。コンベア１０は、第１ドライパート７のＴＡＤによって乾燥されて紙をこれら両ベルト１０，１１間に挟持した状態で第２ドライパート１４へ搬送するように構成されている。上コンベアベルト１０の下流側の折り返し端には真空ロール１２が配置されている。真空ロール１２は、上コンベアベルト１０の裏面に紙を吸着させ、その吸着状態下に上コンベアベルト１０を搬送させるようになっている。
【００３４】
図３に示すように、スプレーパートはスプレーノズル１３を備えている。スプレーノズル１３は第２ドライパート１４の下方で且つ真空ロール１２に対向するように配設されている。スプレーノズル１３は、真空ロール１２に向けてバインダーを含む噴霧液を噴霧して、紙に該噴霧液を添加（外添）するものである。
【００３５】
スプレーパートにおいてバインダーが供給された後、紙は第２ドライヤーパート１４へ搬送される。第２ドライヤーパート１４はヤンキードライヤーから構成されている。噴霧液が噴霧されて湿潤状態となっている紙は、フード１６内に設置されたヤンキードライヤーの回転ドラム１５の周面に抱かれた状態で搬送される。回転ドラム１５に抱かれて搬送されている間に紙の乾燥が進行する。
【００３６】
ヤンキードライヤーの出口にはドクターブレード１７が設置されている。ドクターブレード１７は、紙にクレープをかけながら、ヤンキードライヤーの回転ドラム１５から紙を剥離させるものである。これによって紙にクレープがかけられる。次いで紙は、一旦ワインダー（図示せず）に巻き取られてロールとなされる。
【００３７】
一方、ＣＭＣが繊維状で、水溶性ではなく、水膨潤性を有するものである場合、繊維状のＣＭＣを含有する繊維シートも種々の方法にて製造することが可能である。例えば、パルプ分散液中に所定量の水膨潤性である繊維状のバインダーを添加し、湿紙をフォーミングし、乾燥して繊維シートを得ることが知られている（特開平４−３７０３００号公報、特開平２−７４６９４号公報）。また、湿式抄紙法ではなく、エアレイド法にてパルプ繊維と水膨潤性の繊維状バインダーの混合繊維原料を乾式解繊して、ウェブを形成した後、乾燥して繊維シートを製造することが可能である。
【００３８】
さらに、上述の方法を組み合わせることによって、水溶性のＣＭＣと水膨潤性のＣＭＣの両方を含有する繊維シートを製造することも可能である（以下、前述の各種繊維シートを原料紙ともいう）。
【００３９】
原料紙は、引き続く工程において、又は一旦ロールの形で保管された後に再度水が添加されて、嵩高エンボスによる凹凸賦形が施されると同時、あるいはその直後に乾燥が施されて、多数の凹凸部を有する嵩高な嵩高清掃物品と成される。このような製法は、例えば、図４に示すような嵩高凹凸賦形と同時に乾燥ができるヒートエンボス装置によって行われる。図４に示すエンボス装置は、一対のエンボスロール１８，１８を有している。各エンボスロール１８は、その周面に多数の凹凸を有し且つ互いに噛み合い形状となっている。各エンボスロール１８は、図４中矢印で示す方向に回動している。各エンボスロール１８は金属製であり、所定温度に加熱可能なように加熱手段（図示せず）が取り付けられている。エンボスロールは加熱する上で金属製が好ましいが、エンボス材質としては、金属製以外に片方のロールをゴム、紙製を用いても良い。エンボスロール１８，１８の上流側には、スプレーノズル１９が設置されている。スプレーノズル１９からは、原料紙に向かって水が散布されるようになっている。
【００４０】
図４に示すように、原料紙は、ロール（図示せず）から巻き出され、スプレーノズル１９から散布された水によって湿潤状態になった後にエンボス装置へ送られる。エンボス装置においては、原料紙が一対のエンボスロール１８，１８間で挟圧されてエンボス加工される。先に述べた通り、各エンボスロール１８は互いに噛み合う構造となっているので、両ロール１８によって挟圧された原料紙には、ロール１８に施された凹凸形状に対応する凹凸形状が付与される。つまり、原料紙はスチールマッチエンボス加工される。更に、加熱されたエンボスロール１８によって原料紙に含まれている水が乾燥除去されて新たな繊維間結合ができあがる。これによって目的とする多数の凹凸形状を有する嵩高な嵩高清掃物品が得られる。
【００４１】
図５には、スチールマッチエンボス加工されている状態の原料紙が模式的に示されている。この状態での原料紙は、水が噴霧されて湿潤している。つまり、構成繊維間の水素結合が弱まっている。この理由によって、原料紙の構成繊維２０は、外力を受けて、つまりスチールマッチエンボスの凹凸パターンに沿って再配置できる状態になっている。従って、原料紙がエンボスロール１８，１８間を通過すると、エンボスロール１８の凹凸パターンに合わせて繊維が再配置して、原料紙が凹凸賦形される。これと共にエンボスロール１８による加熱によって湿潤した原料紙から水が乾燥除去される。この結果、再配置した繊維構造において、再度繊維間の水素結合、バインダーによる繊維間の再結合が構築される。このようにして得られた嵩高な繊維シートにおいては、特に凸部２の側壁（或いは凹部３の側壁）に破れが生じにくくなる。このようにして、凹凸形状の保形性に優れ、且つ強度低下の少ない、凹凸賦形された繊維シートを得ることができる。
【００４２】
本製造方法と異なり、一般的な乾燥状態の紙を湿潤させずにそのままエンボスロール１８，１８によって凹凸賦形しようとすると、構成繊維間の水素結合が維持された状態で、垂直方向に大きく変形が加わるために、図６に示すように繊維間の結合が破壊あるいは繊維そのものが切断されて、凸部の側壁（或いは凹部の側壁）に破れが生じてしまう。その結果、得られた紙には一旦凹凸部が形成されるものの、該凹凸部は外力が加わると容易に潰れてしまうことになる。また、得られた繊維シートは、凹凸賦形前に比べて強度が大幅に低下してしまうことになる。
【００４３】
原料紙への凹凸賦形を首尾良く行う観点から、エンボスロール１８，１８間に導入される前に紙に噴霧される水の量は、原料紙の乾燥重量に対して１０〜２００重量％とすることが必要であり、１０〜１３０重量％、特に１０〜５０重量％、とりわけ１０〜４０重量％であることが好ましい。原料紙には一般に予め５〜１０重量％程度の水分が含有されており、それも合わせて原料紙中の水分率が１０重量％未満であると、繊維間水素結合を弱めたりバインダー（ＣＭＣ）の膨潤や溶解を十分なものにできず、凹凸パターンに沿った繊維の充分な再配置が起こらない。また２００重量％超になると、乾燥するための負荷が大きいものとなり、経済性に劣ることとなる。一方、原料紙を十分に乾燥させる点から、エンボスロール１８，１８の加熱温度は１５０〜２５０℃であることが好ましい。なお原料紙の乾燥の程度は原料紙の搬送速度等に依存する場合があるが、搬送速度が上がるとエンボスロールの熱だけでは充分に原料紙を乾燥することができなくなる。そこで、図７に示すように熱エンボスロールの径を大きくすることでシートの接触時間を長くして乾燥しやすくしたり、図８に示すようにエンボスロール１８，１８を覆うフード２３を設置し、フード２３の一部から所定温度に加熱された空気２１が供給され、更にその加熱された空気がフードの一部から排気２２として排出される構造にすることで乾燥能力をアップすることが可能である。エンボスロール１８，１８で凹凸賦形したシートを簡単に剥離するためには、剥離剤を水と同時に添加することが好ましい。剥離剤としては、高級脂肪酸、ポリエチレンワックス、シリコンオイル、鉱物油、その他界面活性剤を配合した溶液等が挙げられる。
【００４４】
一方、別の方法として、ＣＭＣを含有せず且つ実質的に水分散可能な繊維を含むシートを、湿紙抄紙法やエアレイド法により製造し、その工程内でＣＭＣの水溶液を噴霧等によって添加して、ＣＭＣを含有するシートとするとともに、かつ所定水分を含んだウェット状態にし、次いでこの状態の繊維シートにエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に乾燥させることでも、所望の物性を有する凹凸賦形された繊維シートを得ることができる。図９では、乾式抄紙中にフォーマー２４より乾燥した短繊維を開繊しながらバキュームコンベアー２５に吸引してウェブを形成し、スプレーノズル１３にＣＭＣ水溶液を噴霧し、エンボス装置１８でエンボス加工を行う。そしてエアースルードライヤー７にて乾燥する。なお図９における符号は、図３における符号と同様の部材を示している。また、図９に示す方法に関して特に説明しない点については、先に述べた製造方法に関する説明が適宜適用される。
【００４５】
また、ＣＭＣを含有しない繊維のシートを製造した後に、図４に示すようなエンボス装置にて、ＣＭＣを溶解した水溶液をスプレー添加することによっても、同様の特性を有する、
凹凸賦形された繊維シートを得ることが可能である。
【００４６】
上述のようにして凹凸賦形された繊維シートは、使い勝手の良いサイズに切断し、その切断された繊維シートに対して、上述した水性薬剤の含浸処理を行う。
この繊維シートに対する水性薬剤の含浸処理の方法は、繊維シートに対して、水性薬剤をスプレー塗布、コーター塗布する方法や、繊維シートを水性薬液に漬け込み、場合によってはマングル等で絞る方法等が挙げられる。
このようにして、嵩高清掃物品が得られる。
【００４７】
以上の通り、本製造方法では、所定水分含有率下でエンボス加工を施すとともに乾燥すること、あるいはエンボス加工の直後に乾燥することで、紙に破れを生じさせることを軽減し、凹凸形状の保形性に優れ且つ強度低下が少ない、凹凸賦形された繊維シートを形成することができる。このように、賦形された繊維シートが、凹凸形状の保形性に優れ且つ強度低下の少ないものであることに加え、該繊維シートに含浸させた水性薬剤中の三価の金属イオンが、ＣＭＣと架橋構造を形成してＣＭＣが不溶化することによって、水性薬剤が含浸された状態（以下、湿潤状態ともいう）下において嵩高な凹凸形状が維持されるのみならず、比較的多量の水と接触した状態下においても、その強度や嵩高な凹凸形状が比較的安定に保持される。
そのため、乾いている場所の清掃を行う場合の作業性や拭き取り効果に優れているのみならず、濡れている場所を清掃し、嵩高清掃物品が比較的多量の水と接触した状況で使用しても、嵩高清掃物品が水解しないため、濡れている場所の清掃や乾いている場所の一部が水で濡れているような場合においても、効率よく清掃を行うことができる。
【００４８】
嵩高清掃物品１は、耐水性を有する。即ち、比較的多量の水と接触した状況でも水解しない。嵩高清掃物品の耐水性を有するか否かは、例えばＪＩＳ Ｐ ４５０１−１９９３（トイレットペーパー）に規定されるほぐれやすさを測定することにより判断することができる。ほぐれやすさの値が１００秒以上である場合には、水解性が劣り耐水性を発現している。耐水性の程度は、測定したほぐれやすさの値が３００秒以上であると好ましく、濡れた清掃面でも清拭することができる。
【００４９】
嵩高清掃物品１は、例えば対物用としてトイレ、洗面所、台所など水回りの清掃物品、対人用としては、おしり拭き、介護用からだ拭き、メーク落し用シートとしても好適に用いられる。嵩高清掃物品１は、清掃対象が、乾いていても水で濡れていても好適に清掃可能である。
本発明は前記実施形態に制限されない。例えば嵩高清掃物品は単層構造のものに限られず複数枚のマルチプライからなる多層構造であってもよい。多層構造である場合には、少なくとも表層の紙に二価及び／又は三価の金属イオンで架橋されたＣＭＣが含有されていることが好ましく、何れの層の紙にも二価及び／又は三価の金属イオンで架橋されたＣＭＣが含有されていることがより好ましい。
【実施例】
【００５０】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかし本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。特に断らない限り「％」及び「部」はそれぞれ「重量％」及び「重量部」を意味する。
【００５１】
〔実施例１〜８〕
図３の湿式抄紙機を用いて、針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）１００％の紙料を抄紙して湿紙を得た。湿紙を第１乾燥機であるスルーエアードライヤー７で水分率を４重量％まで乾燥させた。得られた紙を一対のプラスチック製コンベア間１０，１１に挟持して搬送し、５％溶液で６０℃、１０００ｍＰ・ｓであるＣＭＣ（エーテル化度０．９、日本製紙製）バインダー液をスプレーノズル１３にて噴霧した。ＣＭＣの添加量は、紙の重量に対して４．８％であった。ＣＭＣが添加された紙を、第２乾燥機としてのヤンキードライヤー１４で乾燥させた後、ドクターブレード１７によってクレープ加工を行いった。これによって坪量４０ｇ／ｍ2のＣＭＣ添加紙を作製した。ＣＭＣ添加紙を２枚積層して坪量８０ｇ／ｍ2の２プライ構造の繊維シート（原料紙）を作製した。
【００５２】
２プライ構造の繊維シートを巻き出し、図４に示すスプレーノズル１９を用いて水を噴霧した。水が噴霧された繊維シートの水分量は、加熱乾燥式水分計（エー・アンド・デイ製ＭＸ−５０）にて水分率を測定した。水塗布した繊維シートの水分率は、乾燥した繊維シートの重量に対する水分量で表１に示す通りであった。水が噴霧された繊維シートを、図４に示す一対のエンボスロール１８，１８間に導入した。エンボスロールは、その周面に多数の凹凸を有し且つ互いに噛み合い形状となっている。エンボスは溝深さ２mm、ピッチ７mmのものを用いて行った。各エンボスロール１８は表１に示す温度に加熱されていた。繊維シートは一対のエンボスロール１８，１８間で挟圧されて凹凸賦形された。エンボス間のクリアランスは、各温度下でエンボスに通した繊維シートの厚みが２mmになるように設定した。また、繊維シートに含まれている水がエンボスロール１８の熱によって除去された。このようにして嵩高に凹凸賦形された繊維シートを得た。
【００５３】
次に、凹凸賦形された繊維シートに、下記処方を有する水性薬剤Ａ〜Ｄを含浸させ、嵩高清掃物品を得た。含浸量は、含浸前の繊維シートの乾燥重量の２倍とした。
【００５４】
〔水性薬剤Ａ（実施例１，５，６，７の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 １％
・水 バランス
【００５５】
〔水性薬剤Ｂ（実施例２、比較例３の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５６】
〔水性薬剤Ｃ（実施例３の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸鉄〔Ｆｅ2（ＳＯ4）3〕 １％
・水 バランス
【００５７】
〔水性薬剤Ｄ（実施例４の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸鉄〔Ｆｅ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５８】
〔水性薬剤Ｅ（実施例８の場合）〕
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５９】
〔比較例１，２〕
凹凸賦形された繊維シートを得るところまでは実施例と同様とした。この繊維シートに、下記処方を有する水性薬剤Ｆ又はＧを含浸させて、嵩高清掃物品を得た。含浸量は、含浸前の繊維シートの乾燥重量の２倍とした。水性薬剤Ｆは、二価の金属イオンを含む処方である。水性薬剤Ｇは、金属イオンを含まない処方である。
【００６０】
〔水性薬剤Ｆ（比較例１、４の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・塩化カルシウム（ＣａＣｌ2） ３％
・水 バランス
【００６１】
〔水性薬剤Ｇ（比較例２の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・水 バランス
【００６２】
〔比較例３〕
ＣＭＣ添加紙の２プライ構造の坪量８０ｇ／ｍ2の繊維シートを作製するところまでは実施例１〜４と同様とした。この繊維シートに対して別工程にてエンボスを行う時に水を噴霧せず且つ加熱されていないエンボスロール１８，１８間を通してエンボス加工を行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、実施例２と同様に、乾燥重量の２倍量の水性薬剤Ｂを含浸させて嵩高清掃物品を得た。
【００６３】
〔比較例４〕
繊維シートに対してエンボス加工を行うところまでは比較例３と同様に行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、比較例１と同様にして、乾燥重量の２倍量の水性薬剤Ｆを含浸させて嵩高清掃物品を得た。尚、比較例３及び４で得られた清掃物品は、本発明に要求される嵩高性を備えていないものであるが便宜上嵩高清掃物品と称する。
【００６４】
〔性能評価〕
各実施例及び各比較例で得られた嵩高清掃物品の厚みＴ1（０．３ｋＰａ荷重下）及び水性薬剤を含浸した嵩高清掃物品の厚みＴ2（１．０ｋＰａ荷重下）をそれぞれ測定した。これらの値に基づき厚み比Ｔ2／Ｔ1を算出した。また、湿潤強度（破断強度）をそれぞれ以下の方法で測定した。更に、嵩高清掃物品の耐水性、並びに乾いた清掃面及び濡れた清掃面を清拭するときの使い易さを、以下の方法で評価した。これらの結果を表１に示す。
【００６５】
〔強度（破断強度）〕
ＭＤ方向の破断強度については、試料をＭＤ方向に１００ｍｍ、ＣＤ方向に２５ｍｍ切り出し、ＭＤ方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離５０ｍｍで引張試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ製テンシロンＲＴＡ−１００）に取り付ける。引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで試料を引っ張り、破断したときの強度を破断強度とする。ＣＤ方向の破断強度については、試料をＣＤ方向に１００ｍｍ、ＭＤ方向に２５ｍｍ切りだし、ＣＤ方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離５０ｍｍで引張試験機に取り付ける。その後はＭＤ方向の破断強度と同様の方法で測定を行う。
【００６６】
〔耐水性〕
紙の重量（水性薬剤の重量は含まない）が０．３ｇとなるように、嵩高清掃物品を正方形に裁断し、測定サンプルとして用いた。その他は、トイレットペーパーのほぐれやすさ試験（ＪＩＳ Ｐ４５０１）に基づいて測定した。測定した時間（秒）の値に基づき以下の評価基準で評価した。
（評価基準）
○：測定時間が３００秒以上であり、耐水性が良好である。
△：測定時間が１００〜２００秒以上であり、耐水性が不十分である。
×：測定時間が１００秒未満であり、耐水性がない。（水解性を有する。）
【００６７】
〔乾いた清掃面の清掃のし易さ〕
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを１５０mm×１３０mmに切り、４つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル（タイルの大きさ２cm×２cm）の床で行った。清掃時は乾いた床で行った。
（評価基準）
○：充分に嵩高くて拭き易く、破れも生じなかった。
△：破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×：破れが生じ、拭きにくい。
【００６８】
〔濡れた清掃面の清掃のし易さ〕
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを１５０mm×１３０mmに切り、４つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル（タイルの大きさ２．５mm×２．５ｍｍ）の床で行った。床に水を３g/０．３６m2（床面積６０cm×６０cm）撒いて濡れた状態で清掃を行った。
（評価基準）
○：充分に嵩高くて拭き易く、また耐水性があり、破れも生じなかった。
△：耐水性があり破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×：耐水性が不十分で破れ、拭きにくい。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１に示す結果から明らかなように、実施例の嵩高清掃物品は、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる。また水塗布して繊維シートの水分量を多くして加工した方が、水性薬剤を含浸した嵩高清掃物品の厚み比、強度も向上している。一方、比較例１は、水性薬剤が二価の金属イオンを含む処方であり、若干厚み比や強度も低下している。比較例２は金属イオンを含まない処方であるため、更に厚み比や強度も低下する。比較例１，２は耐水性が不十分であり、清掃対象が濡れている場合に、破れが生じやすいことが判る。比較例３，４は、十分な凹凸賦形されていないため嵩高が低下し、清掃対象が乾いている場合も乾いている場合も清掃の作業性が悪い。更に比較例４は、水性薬剤が金属イオンを含まない処方であるため、比較例１と同様に、耐水性が不十分で、破れが生じやすいことが判る。また実施例８では、硫酸アルミニウムの水溶液でも十分な湿潤強度、耐水性、清掃時の使い易さを発現する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の好適な製造方法に基づき製造された嵩高清掃物品の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】エンボスロールの要部拡大図である。
【図３】繊維シートの抄造装置を示す模式図である。
【図４】エンボス装置を示す模式図である。
【図５】凹凸賦形の状態を示す模式図である。
【図６】乾燥時の凹凸賦形の状態を示す模式図である。
【図７】エンボス装置を示す模式図である。
【図８】エンボス装置、熱風装置を示す模式図である。
【図９】乾式抄紙（エアレイド抄紙）でのエンボス加工を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 嵩高清掃物品
２ 凸部
３ 凹部
４ フォーマー
５ ワイヤー
６ サクションボックス
７ スルーエアードライヤー（ＴＡＤ）
８ 回転ドラム
９ フード
１０ 上エンベアベルト
１１ 下エンベアベルト
１２ 真空ロール
１３ スプレーノズル
１４ ヤンキードライヤー
１５ 回転ドラム
１６ フード
１７ ドクターナイフ
１８ （熱）エンボスロール
１９ スプレーノズル
２０ 繊維
２１ 加熱空気
２２ 排気
２３ フード
２４ フォーマー
２５ バキュームコンベアー
２６ ワイヤー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、嵩高清掃物品及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、繊維シートからなる清掃物品が、床やトイレ、キッチン等の清掃用に用いられている。また、このような清掃物品は、嵩高である方が、使い勝手が良く、拭き取り効果に優れている。
パルプ等を主体とした繊維からなる紙を嵩高にする方法としては、彫刻したロール間で押圧するエンボス法がある。紙のエンボス法は、抄造途中の湿紙にエンボスを行うウェットエンボス法と、紙を抄造してからエンボスを行うドライエンボス法に大別できる。ウェットエンボス法は、抄紙機上で紙が乾燥されるまでの間にエンボスを行う方法（特許文献１参照）である。特許文献１には、エンボス賦形を行った湿紙を乾燥工程で乾燥することが記載されている。しかし通常抄造時に湿紙に含まれる多量の水分を乾燥させるためには、ヤンキードライヤーや多筒式ドライヤー表面に強く湿紙を接触させて熱効率を良くする必要があり、そのような乾燥方法においては嵩高なエンボスの賦形は不可能であった。
【０００３】
一方ドライエンボス法は、一旦抄造して乾燥させた紙にエンボスを行う方法であり、最も一般的である。しかしパルプ等を主体とした繊維からなる紙にエンボスを行った場合、エンボスによる賦形時に繊維間結合の破壊や繊維の破断が生じて紙の強度、エンボスの保形性（嵩の維持）が低下する。
熱融着性繊維を混抄したり、熱可塑性又は熱融着性バインダーを添加したりして、熱エンボス加工により繊維間を熱接着すれば、強度や保形性が向上するが、熱融着性繊維の使用は、製造コストが上昇する。
【０００４】
ところで、本出願人は先に、湿式抄紙によって製造され且つカルボキシル基を有する水溶性バインダーを含有する水解紙に、多価金属イオンと有機溶剤を必須成分として含有する水性清浄薬剤を含浸させてなる水解性清掃物品を提案した（特許文献２参照）。この水解性清掃物品は、清掃作業に耐え得る強度を有し、使用後には、トイレ等への水洗廃棄が可能である。この水解性清掃物品においても、エンボス加工を施した場合には、紙の強度やエンボスの保形性が低下しやすいため、エンボス加工により充分に嵩高化することが困難であった。また、この水解性清掃物品は、良好な水解性を有し多量の水に接すると強度が低下するため、乾いている場所や、濡れていてもその範囲や程度が小さい場合には好ましく用い得る反面、濡れている場所の清掃には適さないものであった。
また、一般に紙の強度を向上させる場合、紙力増強剤としてカルボシキメチルセルロースを添加する方法が知られており、更にアルミニウムイオン等の金属イオンを添加した場合、カルボシキメチルセルロースと結合し、更に強度向上することが知られている（特許文献３参照）。水解紙では、特許文献２にカルボシキメチルセルロースとアルミニウムイオン、鉄イオン、銅イオン及びスズイオンを添加した場合、水解しにくくなり強度が向上することが見い出されている。
【０００５】
【特許文献１】特開平８−２６０３９７号公報
【特許文献２】特開平２−１４９２３７号公報
【特許文献３】特開昭６３−２８２３９８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従って本発明の目的は、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる嵩高清掃物品及びその効率的な製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍであり、耐水性を有する嵩高清掃物品を提供することによって前記目的を達成したものである。
【０００８】
また本発明は、セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる、嵩高清掃物品の製造方法を提供するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる嵩高清掃物品及びその効率的な製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下本発明を、その好ましい実施形態に基づき図面を参照しながら説明する。
図１には本発明の一実施形態としての嵩高清掃物品１の斜視図が示されている。
本実施形態の嵩高清掃物品１は、第１の面１ａ及び第２の面１ｂを有しており、一方の面側から他方の面側に突出して形成された多数の凸部２，２・・を有している。凸部２は、嵩高清掃物品１の長手方向Ｘ及び幅方向Ｙの各方向に列をなすように一定の間隔で配置されており、千鳥格子状の配置パターンをなしている。凸部２，２・・間には、それぞれ凹部３，３・・が形成されており、やはり千鳥格子状の配置パターンをなしている。これによって嵩高な嵩高清掃物品はその全体が三次元形状となっている。
【００１１】
嵩高清掃物品１は、その嵩高さによって特徴付けられている。嵩高清掃物品１の厚みＴ1、即ち第１の面１ａにおける凸部２の頂点から、第２の面１ｂにおける凸部２の頂点までの距離は、水性薬剤が含浸された０．３ｋＰａ荷重下で、好ましくは１．０〜３．０ｍｍであり、より好ましくは１．２〜２．５ｍｍ、さらに好ましくは１．３〜２．０ｍｍである。この範囲の厚みとすることで、清掃物品が嵩高となり雑巾のような厚手感が出せるとともに、良好な強度を維持することができる。具体的には、厚みが１．０ｍｍ未満であると、従来の清掃用シートに対して顕著な厚み感の向上が実感できず、やや拭きづらく、汚れの裏抜けといった点でも不安感を使用者に与える。一方、３．０ｍｍを超えると清掃物品１の丈夫さが損なわれたり、収納容器が大きくなったりし、使い捨てを前提とした用途では不経済である。嵩高清掃物品１の厚みＴ1は前述の通り０．３ｋＰａ荷重下で測定される。この荷重は、非常に小さく、嵩高清掃物品１の見かけの厚みに近似される。
【００１２】
嵩高清掃物品１は、嵩高であることに加えて、該清掃物品１を手に持ち清掃する場合、手で該清掃物品１を押さえつけても厚みが維持される保持性を有することが必要である。本発明では手で押さえた力を１．０ｋＰａと想定している。この保持性は、前記水性薬剤が含浸されている状態での嵩高清掃物品の１．０ｋＰａ荷重下で測定された厚みＴ2が０．９ｍｍ以上であることによって達成されることとなる。Ｔ2は０．９ｍｍ以上であり、好ましくは１．０ｍｍ以上、特に１．２ｍｍ以上であることが手を添えてしっかり拭き掃除する際のふきやすさや汚れの裏抜けを防止する観点から好ましい。Ｔ2の上限値については、Ｔ1を上回ることはない。
【００１３】
嵩高清掃物品１は、前述のＴ1とＴ2との比Ｔ2／Ｔ1（以下、この比を厚み比という）が０．８以上であることが、嵩高エンボス形状の維持の面から好ましい。厚み比が０．８未満となると目的とした嵩高エンボス形状の保持性が得られず、手で押すと潰れやすく、布のような弾力感や安心感が得られない。厚み比は好ましくは０．８５以上となっている。厚み比の上限値に特に制限はなく、１に近いほど保持性（嵩の維持性）が良くなることを意味する。
【００１４】
なおＴ2及びＴ1の値は水性薬剤の含浸量及び配合組成に大きな影響を受けない。本発明においてはＴ2及びＴ1の測定条件に水性薬液の含浸量を含めていない。もしＴ2及びＴ1の測定条件に水性薬液の含浸量を含める場合には、本発明における典型的な含浸量である、繊維シートの乾燥重量の２倍とすることが適切である。
【００１５】
嵩高清掃物品１は、セルロース系繊維を主体として構成され、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなる。
嵩高清掃物品１を構成する繊維シートは、水性薬剤を含浸させる前の坪量が３０〜１５０ｇ／ｍ2であることが、エンボス加工の容易、経済性の観点から好ましい。また、繊維シートは、セルロース系繊維を主体として構成されており、バインダーとしてカルボキシル基を有するバインダーを含有している。
【００１６】
繊維シートを構成するセルロース系繊維は、繊維長が好ましくは１５ｍｍ以下、更に好ましくは１０ｍｍ以下、一層好ましくは５ｍｍ以下のものが用いられる。
セルロース系繊維は、重量平均繊維長で０．５ｍｍ〜３．０ｍｍのパルプ繊維を主体に用いる。さらに、風合いを良好にする観点から平均繊維長４．０〜７．０ｍｍ程度のレーヨン繊維や合成繊維を混抄することもできる。
セルロース系繊維としては、例えばパルプ、コットン等の天然繊維やレーヨン等の半合成繊維等が挙げられる。これらの繊維は一種又は二種以上を組み合わせて用いることができる。叩解度を変えてフィブリル化した繊維を用いることもできる。パルプとしては、針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）、広葉樹晒しクラフトパルプ（ＬＢＫＰ）等の漂白された木質パルプ、その他麻等由来のパルプ、化学処理を施してアルカリ膨潤したマーセル化パルプ、螺旋構造を有する化学架橋パルプ、微小繊維状セルロースを用いることもできる。
混抄する合成繊維としては、ポリエチレンやポリプロピレン等のオレフィン系繊維やポリエステル系等の合成繊維、ポリ乳酸からなる合成繊維等が挙げられる。
繊維シートには、バインダーを除いてセルロース系繊維が７０〜１００重量％、特に８０〜１００重量％含まれていることが好ましい。
【００１７】
嵩高清掃物品１は、繊維シートを構成するセルロース系繊維同士を結合させるバインダーとして、カルボキシル基を有するバインダーを含んでいる。カルボキシル基を有するバインダーとしては、カルボキシメチルセルロース、カルボキシエチルセルロース、カルボキシメチル化デンプン又はその塩、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、アクリル酸メタクリル酸共重合体、アクリル酸又はメタアクリル酸とアクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルとの共重合体又はその塩、アルギン酸ナトリウムが挙げられる。特にカルボシキメチルセルロース（ＣＭＣ）は良好に用いることができる。
ＣＭＣは、水溶性又は水膨潤性である。ＣＭＣの添加量は、繊維シートの乾燥状態の重量に対して、１〜３０重量％、特に２〜１５重量％となるように添加されることが、嵩高性の維持、耐水性の発現、経済性の観点から好ましい。
【００１８】
ＣＭＣは、水性薬剤に含まれる三価の金属イオンによって架橋されており、この架橋されたＣＭＣが、結合剤として機能し、嵩高清掃物品１が多量の水と接触してもセルロース系繊維の結合が維持される。これにより、嵩高清掃物品１は、耐水性を有するものとなっている。
水性薬剤中の水分含量は、手肌への刺激性等の観点から、３０〜９５重量％が好ましく、より好ましくは５０〜９５重量％、更に好ましくは６０〜９５重量％である。
【００１９】
ＣＭＣは、そのエーテル化度が０．８〜１．２、特に０．８５〜１．１であると水溶性となる。この水溶性ＣＭＣは、２５℃における１重量％水溶液の粘度が１０〜４０ｍＰａ・ｓ、特に１５〜３５ｍＰａ・ｓであり、同温度における５重量％水溶液の粘度が２５００〜４０００ｍＰａ・ｓ、特に２７００〜３８００ｍＰａ・ｓであり、更に６０℃における５重量％水溶液の粘度が１２００ｍＰａ・ｓ以下となる。水溶性ＣＭＣは、スプレーなどによって繊維シートに添加する場合には、加熱することで粘度低下をすることができ、そのハンドリング性の面から好適である。
【００２０】
水性薬剤は水を媒体として、前述した二価及び／又は三価の金属イオンを供与する水溶性金属塩が配合されてなるものである。また水溶性有機溶剤も添加することができる。
二価又は三価の金属イオンとしては、鉄イオン（Ｆｅ2+、Ｆｅ3+）、アルミニウムイオン（Ａｌ3+）、銅イオン（Ｃｕ2+）、スズイオン（Ｓｎ2+）等が挙げられる。水性薬剤中でこのような金属イオンを供与し得る水溶性金属塩としては、塩化物イオン、水酸化物イオン、酸化物イオン、硫化物イオン、硝酸イオン、炭酸イオン、硫酸イオン、リン酸イオン、その他クエン酸等の有機酸との化合物及びその水和物等が挙げられる。特に好ましく用いられるものは、硫酸鉄、硫酸アルミニウム及びその水和物等である。水溶性の二価及び三価の金属塩は、一種を単独で用いても良いし、二価及び／又は三価の２種以上の金属イオンを供与し得る２種以上の金属塩を併用することもできる。
繊維シートに含浸させる前の水性薬剤中の二価及び／又は三価の金属イオンを供与する水溶性二価及び／又は三価の金属塩を１〜５重量％濃度で含有する組成のものが、バインダーを不溶化してシートの充分な強度を発現させる点から好ましい。
【００２１】
水溶性有機溶剤としては、具体的にはエタノール、メタノール、イソプロピルアルコール等の一価アルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ブチレングリコール、ヘキシレングリコール、３−メチル−１，３−ブタンジオール等のグリコール類、これらグリコール類とメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等の低級アルコールとのモノ又はジエーテル、前記グリコール類と低級脂肪酸とのエステル、グリセリンやソルビトール等の多価アルコールが挙げられる。水性薬剤中における水溶性有機溶剤は、単独または２種類以上の混合でも用いられることができ、その濃度は好ましくは１〜５０重量％、更に好ましくは５〜４０重量％、一層好ましくは１０〜３０重量％である。
【００２２】
水性薬剤にはこれらの成分に加えて必要に応じ界面活性剤、殺菌剤、キレート剤、漂白剤、消臭剤、香料などを配合して、該水性薬剤の清掃性能を高めてもよい。界面活性剤としては、陰イオン界面活性剤、非イオン界面活性剤、陽イオン界面活性剤及び両性界面活性剤の何れもが用いられ、特に洗浄性と仕上がり性の両立の面から、ポリオキシアルキレン（アルキレンオキサイド付加モル数１〜２０）アルキル（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）エーテル、アルキル（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）グリコシド（平均糖縮合度１〜５）、ソルビタン脂肪酸（炭素数８〜２２の直鎖又は分岐鎖）エステル、及びアルキル（炭素数６〜２２の直鎖又は分岐鎖）グリセリルエーテル等の非イオン界面活性剤並びにアルキルカルボキシベタイン、アルキルスルホベタイン、アルキルヒドロキシスルホベタイン、アルキルアミドカルボキシベタイン、アルキルアミドスルホベタイン、アルキルアミドヒドロキシスルホベタイン等のアルキル炭素数８〜２４の両性界面活性剤が好適に用いられる。
【００２３】
水性薬剤は、十分な清拭効果が発現する点から、嵩高清掃物品の重量（乾燥基準）に対して好ましくは１００〜５００重量％含浸され、更に好ましくは１００〜３００重量％含浸される。また、水性薬剤は、水分濃度が６０〜９０重量％であり且つ水溶性有機溶剤の濃度が８〜３５重量％であるものが好ましい。
【００２４】
嵩高清掃物品１の湿潤強度は、抄紙機の流れ方向（Ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、略してＭＤ）で３００ｃＮ／２５ｍｍ以上、ＭＤとの直角方向（Ｃｒｏｓｓ ｍａｃｈｉｎｅ Ｄｉｒｅｃｔｉｏｎ、略してＣＤ）で１００ｃＮ／２５ｍｍ以上であることが清掃時の丈夫さの観点から好ましい。ＭＤ方向については、更に好ましくは４００ｃＮ／２５ｍｍ以上、一層好ましくは５００ｃＮ／２５ｍｍ以上である。ＣＤ方向については、更に好ましくは１５０ｃＮ／２５ｍｍ以上、一層好ましくは２００ｃＮ／２５ｍｍ以上である。
【００２５】
再び図１に戻ると、凸部２はほぼ半球の形状をしている。凹部３についても同様である。本実施形態の嵩高清掃物品１は、その両面が同様な性能を有することが好ましい。この観点から、第１の面１ａにおける凸部２の形状及び間隔は第２の面１ｂのそれと略同様であることが好ましい。また第１の面１ａに存する凸部２は、第２の面１ｂに存する凹部３と表裏の関係にあり、同様に第１の面１ａに存する凹部３は、第２の面１ｂに存する凸部２と表裏の関係にあることが好ましい。更に、凸部２の形状は、凹部３の形状を反転したものであることが好ましい。
【００２６】
エンボスパターンに限定はない。エンボス加工後の紙が嵩高になるものであればよい。特に凹凸状のスチールマッチエンボスは嵩高になりやすい。この凹凸状のスチールマッチエンボスでは、ロール表面に均一に且つ規則的に凹凸が存在し、２つのロール間で一方のロールの凸部ともう一方の凹部がかみあっている。この凹凸状のパターンは、凸部と凹部の繰り返しであり、凸部と凹部のピッチは３．５〜１４．０ｍｍが好ましく、更に５．０〜１０．０ｍｍが好ましい。また、凸部頂点と凹部頂点の差（溝深さ）は好ましくは１ｍｍ〜５ｍｍ、更に好ましくは１．５ｍｍ〜４．５ｍｍ、一層更に好ましくは２ｍｍ〜４ｍｍであることが、嵩高清掃物品１を嵩高にする観点から好ましい（図２参照）。
【００２７】
凸部２は、嵩高清掃物品１の一面において、１０ｃｍ×１０ｃｍの正方形の領域を考えた場合、該面の何れの位置においても、該領域中に平均して５０〜８５０個、特に１００〜６００個形成されていることが好ましい。凸部２の個数をこの範囲内とすることにより、凸部２と凹部３とがバランスよく配されるので、本実施形態の嵩高清掃物品１は、清掃用として使用される場合、汚れの除去性に一層優れたものとなる。嵩高清掃物品における凸部２及び凹部３は、エンボスロールの彫刻パターンに応じてそれらの形状や配置を自由に設計できる。
【００２８】
次に、嵩高清掃物品１の好ましい製造方法について説明する。
嵩高清掃物品１は、セルロース系繊維を主体として構成され、ＣＭＣを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオン及び有機溶剤を含む水性薬剤を含浸させることで得られる。
【００２９】
セルロース系繊維を主体として構成され、ＣＭＣを含有する含有する繊維シートは種々の方法にて製造される。例えば、抄紙原料であるパルプ分散液中に水溶性バインダーと水溶性バインダーのパルプ繊維への定着剤を添加して、所定量の水溶性バインダーを含有する水解紙原反を製造することが知られているが（特開平３−１９３９９６号公報）、その水溶性バインダーとしてＣＭＣを用いる。また、パルプ分散液からシートをフォーミングし、プレス脱水あるいは半乾燥した後にＣＭＣを噴霧乾燥あるいは塗工乾燥して、所定量のＣＭＣを含有する繊維シートを製造することも可能である。本製造方法における繊維シートは、水性薬剤を含浸される前は、実質的に水分散可能なものである。すなわち、多量の水に繊維シートを入れて攪拌した場合には、繊維がばらばらの状態に分散する。
更に上述の湿式抄紙法ではなく、パルプ繊維を用いて水を使わず乾式で解繊して、ウェブを形成した後、ＣＭＣを噴霧あるいは塗工し、その後乾燥して繊維シートを製造することも可能である。いわゆるエアレイド製法である。
【００３０】
図３にはＣＭＣを含有する繊維シートの製造に好ましく用いられる製造装置の一例の概略図が示されている。図３に示す製造装置（湿式抄造機）は、フォーマーと、ワイヤーパートと、第１ドライパートと、スプレーパートと、第２ドライパートとを備えて構成されている。フォーマーは、調製装置（図示せず）から供給された完成紙料を所定の濃度に調節してワイヤーパートへ供給するものである。図示しない調製装置は、パルプ繊維等の原料を離叩解する装置と、離叩解された原料にサイズ剤、顔料、紙力増強剤、漂白剤、凝集剤等の添加剤を添加する添加装置とを備え、嵩高清掃物品の特性に応じた所定濃度の原料からなる紙料を完成紙料として調製するように構成されている。また、パルプスラリーにバインダーを混合することも可能である。ワイヤーパートは、フォーマーから供給された完成紙料を抄き網に湿紙として形成するものである。第１ドライパートは、ワイヤーパートにおいて形成された湿紙を乾燥させるものである。スプレーパートは、第１ドライパートで乾燥された紙にバインダーを噴霧するものである。第２ドライパートは、スプレーパートでバインダーが噴霧され湿潤状態になっている紙を乾燥させるものである。
【００３１】
フォーマー４から供給された完成紙料がワイヤーパートにおいて抄造され、ワイヤー５上に湿紙が形成される。湿紙は、ワイヤーパートに設置されているサクションボックス６による吸引によって水分が除去され、所定の水分率となされる。次いで湿紙は、第１ドライパート７に導入されて乾燥される。第１ドライパート７はスルーエアードライヤー（以下、ＴＡＤという）から構成されている。ＴＡＤは、周面が通気性を有する回転ドラム８と、該回転ドラム８をほぼ気密に覆うフード９とを備えている。ＴＡＤにおいては、所定温度に加熱された空気がフード９内に供給されるようになされている。加熱された空気は回転ドラム８の外側から内部に向けて流通する。湿紙は、図３中、矢印方向に回転する回転ドラム８の周面に抱かれた状態で搬送される。ＴＡＤ内を搬送されている間、湿紙にはその厚み方向へ加熱空気が貫通し、それによって湿紙は乾燥され紙となる。
【００３２】
第１ドライパート７で得られた紙には、スプレーパートにおいてバインダーを含む水溶液が噴霧される。スプレーパートは第１及び第２ドライパート７，１４間の位置である。両ドライパート７，１４は、コンベアを介して連結されている。
【００３３】
コンベアは、それぞれ矢示方向に回転する上コンベアベルト１０と下コンベアベルト１１とを備えている。コンベア１０は、第１ドライパート７のＴＡＤによって乾燥されて紙をこれら両ベルト１０，１１間に挟持した状態で第２ドライパート１４へ搬送するように構成されている。上コンベアベルト１０の下流側の折り返し端には真空ロール１２が配置されている。真空ロール１２は、上コンベアベルト１０の裏面に紙を吸着させ、その吸着状態下に上コンベアベルト１０を搬送させるようになっている。
【００３４】
図３に示すように、スプレーパートはスプレーノズル１３を備えている。スプレーノズル１３は第２ドライパート１４の下方で且つ真空ロール１２に対向するように配設されている。スプレーノズル１３は、真空ロール１２に向けてバインダーを含む噴霧液を噴霧して、紙に該噴霧液を添加（外添）するものである。
【００３５】
スプレーパートにおいてバインダーが供給された後、紙は第２ドライヤーパート１４へ搬送される。第２ドライヤーパート１４はヤンキードライヤーから構成されている。噴霧液が噴霧されて湿潤状態となっている紙は、フード１６内に設置されたヤンキードライヤーの回転ドラム１５の周面に抱かれた状態で搬送される。回転ドラム１５に抱かれて搬送されている間に紙の乾燥が進行する。
【００３６】
ヤンキードライヤーの出口にはドクターブレード１７が設置されている。ドクターブレード１７は、紙にクレープをかけながら、ヤンキードライヤーの回転ドラム１５から紙を剥離させるものである。これによって紙にクレープがかけられる。次いで紙は、一旦ワインダー（図示せず）に巻き取られてロールとなされる。
【００３７】
一方、ＣＭＣが繊維状で、水溶性ではなく、水膨潤性を有するものである場合、繊維状のＣＭＣを含有する繊維シートも種々の方法にて製造することが可能である。例えば、パルプ分散液中に所定量の水膨潤性である繊維状のバインダーを添加し、湿紙をフォーミングし、乾燥して繊維シートを得ることが知られている（特開平４−３７０３００号公報、特開平２−７４６９４号公報）。また、湿式抄紙法ではなく、エアレイド法にてパルプ繊維と水膨潤性の繊維状バインダーの混合繊維原料を乾式解繊して、ウェブを形成した後、乾燥して繊維シートを製造することが可能である。
【００３８】
さらに、上述の方法を組み合わせることによって、水溶性のＣＭＣと水膨潤性のＣＭＣの両方を含有する繊維シートを製造することも可能である（以下、前述の各種繊維シートを原料紙ともいう）。
【００３９】
原料紙は、引き続く工程において、又は一旦ロールの形で保管された後に再度水が添加されて、嵩高エンボスによる凹凸賦形が施されると同時、あるいはその直後に乾燥が施されて、多数の凹凸部を有する嵩高な嵩高清掃物品と成される。このような製法は、例えば、図４に示すような嵩高凹凸賦形と同時に乾燥ができるヒートエンボス装置によって行われる。図４に示すエンボス装置は、一対のエンボスロール１８，１８を有している。各エンボスロール１８は、その周面に多数の凹凸を有し且つ互いに噛み合い形状となっている。各エンボスロール１８は、図４中矢印で示す方向に回動している。各エンボスロール１８は金属製であり、所定温度に加熱可能なように加熱手段（図示せず）が取り付けられている。エンボスロールは加熱する上で金属製が好ましいが、エンボス材質としては、金属製以外に片方のロールをゴム、紙製を用いても良い。エンボスロール１８，１８の上流側には、スプレーノズル１９が設置されている。スプレーノズル１９からは、原料紙に向かって水が散布されるようになっている。
【００４０】
図４に示すように、原料紙は、ロール（図示せず）から巻き出され、スプレーノズル１９から散布された水によって湿潤状態になった後にエンボス装置へ送られる。エンボス装置においては、原料紙が一対のエンボスロール１８，１８間で挟圧されてエンボス加工される。先に述べた通り、各エンボスロール１８は互いに噛み合う構造となっているので、両ロール１８によって挟圧された原料紙には、ロール１８に施された凹凸形状に対応する凹凸形状が付与される。つまり、原料紙はスチールマッチエンボス加工される。更に、加熱されたエンボスロール１８によって原料紙に含まれている水が乾燥除去されて新たな繊維間結合ができあがる。これによって目的とする多数の凹凸形状を有する嵩高な嵩高清掃物品が得られる。
【００４１】
図５には、スチールマッチエンボス加工されている状態の原料紙が模式的に示されている。この状態での原料紙は、水が噴霧されて湿潤している。つまり、構成繊維間の水素結合が弱まっている。この理由によって、原料紙の構成繊維２０は、外力を受けて、つまりスチールマッチエンボスの凹凸パターンに沿って再配置できる状態になっている。従って、原料紙がエンボスロール１８，１８間を通過すると、エンボスロール１８の凹凸パターンに合わせて繊維が再配置して、原料紙が凹凸賦形される。これと共にエンボスロール１８による加熱によって湿潤した原料紙から水が乾燥除去される。この結果、再配置した繊維構造において、再度繊維間の水素結合、バインダーによる繊維間の再結合が構築される。このようにして得られた嵩高な繊維シートにおいては、特に凸部２の側壁（或いは凹部３の側壁）に破れが生じにくくなる。このようにして、凹凸形状の保形性に優れ、且つ強度低下の少ない、凹凸賦形された繊維シートを得ることができる。
【００４２】
本製造方法と異なり、一般的な乾燥状態の紙を湿潤させずにそのままエンボスロール１８，１８によって凹凸賦形しようとすると、構成繊維間の水素結合が維持された状態で、垂直方向に大きく変形が加わるために、図６に示すように繊維間の結合が破壊あるいは繊維そのものが切断されて、凸部の側壁（或いは凹部の側壁）に破れが生じてしまう。その結果、得られた紙には一旦凹凸部が形成されるものの、該凹凸部は外力が加わると容易に潰れてしまうことになる。また、得られた繊維シートは、凹凸賦形前に比べて強度が大幅に低下してしまうことになる。
【００４３】
原料紙への凹凸賦形を首尾良く行う観点から、エンボスロール１８，１８間に導入される前に紙に噴霧される水の量は、原料紙の乾燥重量に対して１０〜２００重量％とすることが必要であり、１０〜１３０重量％、特に１０〜５０重量％、とりわけ１０〜４０重量％であることが好ましい。原料紙には一般に予め５〜１０重量％程度の水分が含有されており、それも合わせて原料紙中の水分率が１０重量％未満であると、繊維間水素結合を弱めたりバインダー（ＣＭＣ）の膨潤や溶解を十分なものにできず、凹凸パターンに沿った繊維の充分な再配置が起こらない。また２００重量％超になると、乾燥するための負荷が大きいものとなり、経済性に劣ることとなる。一方、原料紙を十分に乾燥させる点から、エンボスロール１８，１８の加熱温度は１５０〜２５０℃であることが好ましい。なお原料紙の乾燥の程度は原料紙の搬送速度等に依存する場合があるが、搬送速度が上がるとエンボスロールの熱だけでは充分に原料紙を乾燥することができなくなる。そこで、図７に示すように熱エンボスロールの径を大きくすることでシートの接触時間を長くして乾燥しやすくしたり、図８に示すようにエンボスロール１８，１８を覆うフード２３を設置し、フード２３の一部から所定温度に加熱された空気２１が供給され、更にその加熱された空気がフードの一部から排気２２として排出される構造にすることで乾燥能力をアップすることが可能である。エンボスロール１８，１８で凹凸賦形したシートを簡単に剥離するためには、剥離剤を水と同時に添加することが好ましい。剥離剤としては、高級脂肪酸、ポリエチレンワックス、シリコンオイル、鉱物油、その他界面活性剤を配合した溶液等が挙げられる。
【００４４】
一方、別の方法として、ＣＭＣを含有せず且つ実質的に水分散可能な繊維を含むシートを、湿紙抄紙法やエアレイド法により製造し、その工程内でＣＭＣの水溶液を噴霧等によって添加して、ＣＭＣを含有するシートとするとともに、かつ所定水分を含んだウェット状態にし、次いでこの状態の繊維シートにエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に乾燥させることでも、所望の物性を有する凹凸賦形された繊維シートを得ることができる。図９では、乾式抄紙中にフォーマー２４より乾燥した短繊維を開繊しながらバキュームコンベアー２５に吸引してウェブを形成し、スプレーノズル１３にＣＭＣ水溶液を噴霧し、エンボス装置１８でエンボス加工を行う。そしてエアースルードライヤー７にて乾燥する。なお図９における符号は、図３における符号と同様の部材を示している。また、図９に示す方法に関して特に説明しない点については、先に述べた製造方法に関する説明が適宜適用される。
【００４５】
また、ＣＭＣを含有しない繊維のシートを製造した後に、図４に示すようなエンボス装置にて、ＣＭＣを溶解した水溶液をスプレー添加することによっても、同様の特性を有する、
凹凸賦形された繊維シートを得ることが可能である。
【００４６】
上述のようにして凹凸賦形された繊維シートは、使い勝手の良いサイズに切断し、その切断された繊維シートに対して、上述した水性薬剤の含浸処理を行う。
この繊維シートに対する水性薬剤の含浸処理の方法は、繊維シートに対して、水性薬剤をスプレー塗布、コーター塗布する方法や、繊維シートを水性薬液に漬け込み、場合によってはマングル等で絞る方法等が挙げられる。
このようにして、嵩高清掃物品が得られる。
【００４７】
以上の通り、本製造方法では、所定水分含有率下でエンボス加工を施すとともに乾燥すること、あるいはエンボス加工の直後に乾燥することで、紙に破れを生じさせることを軽減し、凹凸形状の保形性に優れ且つ強度低下が少ない、凹凸賦形された繊維シートを形成することができる。このように、賦形された繊維シートが、凹凸形状の保形性に優れ且つ強度低下の少ないものであることに加え、該繊維シートに含浸させた水性薬剤中の三価の金属イオンが、ＣＭＣと架橋構造を形成してＣＭＣが不溶化することによって、水性薬剤が含浸された状態（以下、湿潤状態ともいう）下において嵩高な凹凸形状が維持されるのみならず、比較的多量の水と接触した状態下においても、その強度や嵩高な凹凸形状が比較的安定に保持される。
そのため、乾いている場所の清掃を行う場合の作業性や拭き取り効果に優れているのみならず、濡れている場所を清掃し、嵩高清掃物品が比較的多量の水と接触した状況で使用しても、嵩高清掃物品が水解しないため、濡れている場所の清掃や乾いている場所の一部が水で濡れているような場合においても、効率よく清掃を行うことができる。
【００４８】
嵩高清掃物品１は、耐水性を有する。即ち、比較的多量の水と接触した状況でも水解しない。嵩高清掃物品の耐水性を有するか否かは、例えばＪＩＳ Ｐ ４５０１−１９９３（トイレットペーパー）に規定されるほぐれやすさを測定することにより判断することができる。ほぐれやすさの値が１００秒以上である場合には、水解性が劣り耐水性を発現している。耐水性の程度は、測定したほぐれやすさの値が３００秒以上であると好ましく、濡れた清掃面でも清拭することができる。
【００４９】
嵩高清掃物品１は、例えば対物用としてトイレ、洗面所、台所など水回りの清掃物品、対人用としては、おしり拭き、介護用からだ拭き、メーク落し用シートとしても好適に用いられる。嵩高清掃物品１は、清掃対象が、乾いていても水で濡れていても好適に清掃可能である。
本発明は前記実施形態に制限されない。例えば嵩高清掃物品は単層構造のものに限られず複数枚のマルチプライからなる多層構造であってもよい。多層構造である場合には、少なくとも表層の紙に二価及び／又は三価の金属イオンで架橋されたＣＭＣが含有されていることが好ましく、何れの層の紙にも二価及び／又は三価の金属イオンで架橋されたＣＭＣが含有されていることがより好ましい。
【実施例】
【００５０】
以下実施例により本発明を更に詳細に説明する。しかし本発明の範囲はかかる実施例に制限されるものではない。特に断らない限り「％」及び「部」はそれぞれ「重量％」及び「重量部」を意味する。
【００５１】
〔実施例１〜８〕
図３の湿式抄紙機を用いて、針葉樹晒しクラフトパルプ（ＮＢＫＰ）１００％の紙料を抄紙して湿紙を得た。湿紙を第１乾燥機であるスルーエアードライヤー７で水分率を４重量％まで乾燥させた。得られた紙を一対のプラスチック製コンベア間１０，１１に挟持して搬送し、５％溶液で６０℃、１０００ｍＰ・ｓであるＣＭＣ（エーテル化度０．９、日本製紙製）バインダー液をスプレーノズル１３にて噴霧した。ＣＭＣの添加量は、紙の重量に対して４．８％であった。ＣＭＣが添加された紙を、第２乾燥機としてのヤンキードライヤー１４で乾燥させた後、ドクターブレード１７によってクレープ加工を行いった。これによって坪量４０ｇ／ｍ2のＣＭＣ添加紙を作製した。ＣＭＣ添加紙を２枚積層して坪量８０ｇ／ｍ2の２プライ構造の繊維シート（原料紙）を作製した。
【００５２】
２プライ構造の繊維シートを巻き出し、図４に示すスプレーノズル１９を用いて水を噴霧した。水が噴霧された繊維シートの水分量は、加熱乾燥式水分計（エー・アンド・デイ製ＭＸ−５０）にて水分率を測定した。水塗布した繊維シートの水分率は、乾燥した繊維シートの重量に対する水分量で表１に示す通りであった。水が噴霧された繊維シートを、図４に示す一対のエンボスロール１８，１８間に導入した。エンボスロールは、その周面に多数の凹凸を有し且つ互いに噛み合い形状となっている。エンボスは溝深さ２mm、ピッチ７mmのものを用いて行った。各エンボスロール１８は表１に示す温度に加熱されていた。繊維シートは一対のエンボスロール１８，１８間で挟圧されて凹凸賦形された。エンボス間のクリアランスは、各温度下でエンボスに通した繊維シートの厚みが２mmになるように設定した。また、繊維シートに含まれている水がエンボスロール１８の熱によって除去された。このようにして嵩高に凹凸賦形された繊維シートを得た。
【００５３】
次に、凹凸賦形された繊維シートに、下記処方を有する水性薬剤Ａ〜Ｄを含浸させ、嵩高清掃物品を得た。含浸量は、含浸前の繊維シートの乾燥重量の２倍とした。
【００５４】
〔水性薬剤Ａ（実施例１，５，６，７の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 １％
・水 バランス
【００５５】
〔水性薬剤Ｂ（実施例２、比較例３の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５６】
〔水性薬剤Ｃ（実施例３の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸鉄〔Ｆｅ2（ＳＯ4）3〕 １％
・水 バランス
【００５７】
〔水性薬剤Ｄ（実施例４の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・硫酸鉄〔Ｆｅ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５８】
〔水性薬剤Ｅ（実施例８の場合）〕
・硫酸アルミニウム〔Ａｌ2（ＳＯ4）3〕 ３％
・水 バランス
【００５９】
〔比較例１，２〕
凹凸賦形された繊維シートを得るところまでは実施例と同様とした。この繊維シートに、下記処方を有する水性薬剤Ｆ又はＧを含浸させて、嵩高清掃物品を得た。含浸量は、含浸前の繊維シートの乾燥重量の２倍とした。水性薬剤Ｆは、二価の金属イオンを含む処方である。水性薬剤Ｇは、金属イオンを含まない処方である。
【００６０】
〔水性薬剤Ｆ（比較例１、４の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・塩化カルシウム（ＣａＣｌ2） ３％
・水 バランス
【００６１】
〔水性薬剤Ｇ（比較例２の場合）〕
・アルキルグルコシド ０．２％
・エタノール ５％
・プロピレングリコール ５％
・水 バランス
【００６２】
〔比較例３〕
ＣＭＣ添加紙の２プライ構造の坪量８０ｇ／ｍ2の繊維シートを作製するところまでは実施例１〜４と同様とした。この繊維シートに対して別工程にてエンボスを行う時に水を噴霧せず且つ加熱されていないエンボスロール１８，１８間を通してエンボス加工を行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、実施例２と同様に、乾燥重量の２倍量の水性薬剤Ｂを含浸させて嵩高清掃物品を得た。
【００６３】
〔比較例４〕
繊維シートに対してエンボス加工を行うところまでは比較例３と同様に行った。エンボス加工後の繊維シートに対して、比較例１と同様にして、乾燥重量の２倍量の水性薬剤Ｆを含浸させて嵩高清掃物品を得た。尚、比較例３及び４で得られた清掃物品は、本発明に要求される嵩高性を備えていないものであるが便宜上嵩高清掃物品と称する。
【００６４】
〔性能評価〕
各実施例及び各比較例で得られた嵩高清掃物品の厚みＴ1（０．３ｋＰａ荷重下）及び水性薬剤を含浸した嵩高清掃物品の厚みＴ2（１．０ｋＰａ荷重下）をそれぞれ測定した。これらの値に基づき厚み比Ｔ2／Ｔ1を算出した。また、湿潤強度（破断強度）をそれぞれ以下の方法で測定した。更に、嵩高清掃物品の耐水性、並びに乾いた清掃面及び濡れた清掃面を清拭するときの使い易さを、以下の方法で評価した。これらの結果を表１に示す。
【００６５】
〔強度（破断強度）〕
ＭＤ方向の破断強度については、試料をＭＤ方向に１００ｍｍ、ＣＤ方向に２５ｍｍ切り出し、ＭＤ方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離５０ｍｍで引張試験機（ＯＲＩＥＮＴＥＣ製テンシロンＲＴＡ−１００）に取り付ける。引張速度３００ｍｍ／ｍｉｎで試料を引っ張り、破断したときの強度を破断強度とする。ＣＤ方向の破断強度については、試料をＣＤ方向に１００ｍｍ、ＭＤ方向に２５ｍｍ切りだし、ＣＤ方向が引っ張り方向となるように、チャック間距離５０ｍｍで引張試験機に取り付ける。その後はＭＤ方向の破断強度と同様の方法で測定を行う。
【００６６】
〔耐水性〕
紙の重量（水性薬剤の重量は含まない）が０．３ｇとなるように、嵩高清掃物品を正方形に裁断し、測定サンプルとして用いた。その他は、トイレットペーパーのほぐれやすさ試験（ＪＩＳ Ｐ４５０１）に基づいて測定した。測定した時間（秒）の値に基づき以下の評価基準で評価した。
（評価基準）
○：測定時間が３００秒以上であり、耐水性が良好である。
△：測定時間が１００〜２００秒以上であり、耐水性が不十分である。
×：測定時間が１００秒未満であり、耐水性がない。（水解性を有する。）
【００６７】
〔乾いた清掃面の清掃のし易さ〕
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを１５０mm×１３０mmに切り、４つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル（タイルの大きさ２cm×２cm）の床で行った。清掃時は乾いた床で行った。
（評価基準）
○：充分に嵩高くて拭き易く、破れも生じなかった。
△：破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×：破れが生じ、拭きにくい。
【００６８】
〔濡れた清掃面の清掃のし易さ〕
得られた水性薬剤を含浸した凹凸賦形された繊維シートは、シートの大きさを１５０mm×１３０mmに切り、４つ折りに折り畳んで嵩高清掃物品として清掃した。清掃は、タイル（タイルの大きさ２．５mm×２．５ｍｍ）の床で行った。床に水を３g/０．３６m2（床面積６０cm×６０cm）撒いて濡れた状態で清掃を行った。
（評価基準）
○：充分に嵩高くて拭き易く、また耐水性があり、破れも生じなかった。
△：耐水性があり破れは生じないが、嵩高さが不十分で拭きにくい。
×：耐水性が不十分で破れ、拭きにくい。
【００６９】
【表１】
【００７０】
表１に示す結果から明らかなように、実施例の嵩高清掃物品は、エンボス加工により嵩高に賦形されており、強度及び保形性に優れ、清掃対象が乾いていても濡れていても安定した清掃を行うことができる。また水塗布して繊維シートの水分量を多くして加工した方が、水性薬剤を含浸した嵩高清掃物品の厚み比、強度も向上している。一方、比較例１は、水性薬剤が二価の金属イオンを含む処方であり、若干厚み比や強度も低下している。比較例２は金属イオンを含まない処方であるため、更に厚み比や強度も低下する。比較例１，２は耐水性が不十分であり、清掃対象が濡れている場合に、破れが生じやすいことが判る。比較例３，４は、十分な凹凸賦形されていないため嵩高が低下し、清掃対象が乾いている場合も乾いている場合も清掃の作業性が悪い。更に比較例４は、水性薬剤が金属イオンを含まない処方であるため、比較例１と同様に、耐水性が不十分で、破れが生じやすいことが判る。また実施例８では、硫酸アルミニウムの水溶液でも十分な湿潤強度、耐水性、清掃時の使い易さを発現する。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の好適な製造方法に基づき製造された嵩高清掃物品の一実施形態を示す斜視図である。
【図２】エンボスロールの要部拡大図である。
【図３】繊維シートの抄造装置を示す模式図である。
【図４】エンボス装置を示す模式図である。
【図５】凹凸賦形の状態を示す模式図である。
【図６】乾燥時の凹凸賦形の状態を示す模式図である。
【図７】エンボス装置を示す模式図である。
【図８】エンボス装置、熱風装置を示す模式図である。
【図９】乾式抄紙（エアレイド抄紙）でのエンボス加工を示す模式図である。
【符号の説明】
【００７２】
１ 嵩高清掃物品
２ 凸部
３ 凹部
４ フォーマー
５ ワイヤー
６ サクションボックス
７ スルーエアードライヤー（ＴＡＤ）
８ 回転ドラム
９ フード
１０ 上エンベアベルト
１１ 下エンベアベルト
１２ 真空ロール
１３ スプレーノズル
１４ ヤンキードライヤー
１５ 回転ドラム
１６ フード
１７ ドクターナイフ
１８ （熱）エンボスロール
１９ スプレーノズル
２０ 繊維
２１ 加熱空気
２２ 排気
２３ フード
２４ フォーマー
２５ バキュームコンベアー
２６ ワイヤー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍであり、耐水性を有する嵩高清掃物品。
【請求項２】
セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる、嵩高清掃物品の製造方法。
【請求項３】
エンボス加工前の前記繊維シートの坪量が３０〜１５０ｇ／ｍ2であり、製造される嵩高清掃物品の０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍである請求項２記載の嵩高清掃物品の製造方法。
【請求項４】
前記エンボス加工が、互いに噛み合い形状となっている凹凸部を有する一対のエンボスロールを用いて行われる請求項２又は３記載の嵩高清掃物品の製造方法。
【請求項１】
セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有し、エンボス加工により多数の凹凸が形成された繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させてなり、０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍであり、耐水性を有する嵩高清掃物品。
【請求項２】
セルロース系繊維を主体として構成され、カルボキシル基を有するバインダーを含有する繊維シートに、該繊維シートの水分含有率が１０〜２００重量％の状態でエンボス加工を施し、それと同時に又はその直後に該繊維シートを乾燥させ、乾燥後の該繊維シートに、二価及び／又は三価の金属イオンを含む水性薬剤を含浸させる、嵩高清掃物品の製造方法。
【請求項３】
エンボス加工前の前記繊維シートの坪量が３０〜１５０ｇ／ｍ2であり、製造される嵩高清掃物品の０．３ｋＰａ荷重下の厚みが１．０〜３．０ｍｍである請求項２記載の嵩高清掃物品の製造方法。
【請求項４】
前記エンボス加工が、互いに噛み合い形状となっている凹凸部を有する一対のエンボスロールを用いて行われる請求項２又は３記載の嵩高清掃物品の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００７−２０９６５７（Ｐ２００７−２０９６５７Ａ）
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３４９７７（Ｐ２００６−３４９７７）
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年８月２３日（２００７．８．２３）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年２月１３日（２００６．２．１３）
【出願人】（００００００９１８）花王株式会社 (8,290)
【Ｆターム（参考）】
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