(57)【要約】【課題】実際に使用する状況に即した吸収性の評価を行うことが可能な、衛生薄葉紙の吸水性試験方法及び吸水性試験装置を実現する。【解決手段】不透液性の載置台１上に水平に保持した衛生薄葉紙の試験片５に所定量の水を滴下し、その試験片５にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を観察し、水の滴下後、所定のタイミングから規定時間内に拡がった水の浸透速度を計測し、得られた浸透速度に基づき、衛生薄葉紙の試験片５の吸収性を評価するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
不透液性の載置台上に水平に保持した衛生薄葉紙の試験片に対し、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の高さから０．１ｍｌ以上１．０ｍｌ以下の所定量の水を滴下し、前記試験片にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を観察し、滴下後５秒後を起点とし、滴下後２０秒後までの間の所定時間までに拡がった水の浸透速度を計測し、得られた浸透速度に基づき、前記試験片の吸収性を評価することを特徴とする衛生薄葉紙の吸水性試験方法。
【請求項２】
前記衛生薄葉紙は、１プライでの米坪が１５ｇ／ｍ２以上５５ｇ／ｍ２以下の原紙が、２プライ以上で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衛生薄葉紙の吸水性試験方法。
【請求項３】
衛生薄葉紙の試験片を水平に保持する不透液性の載置台と、
前記載置台上の前記試験片に所定量の水を滴下する給水器と、
前記試験片にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を経時的にモニタリングする撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を解析して、水の浸透速度を計測する制御部と、
を備えることを特徴とする衛生薄葉紙の吸水性試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衛生薄葉紙の吸水性試験方法及び吸水性試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、キッチンペーパーなどの衛生薄葉紙の吸水性を評価する方法として、クレム法やコッブ法などの吸水性試験方法が知られている。
また、衛生薄葉紙の試験片に少量の水を滴下し、水が試験片に完全に吸収されて紙表面の反射が消えるまでの時間を測定することで、吸水性を評価することも行われている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４２８８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来の試験方法で評価された吸水性能は、実際に衛生薄葉紙を水の拭き取りに使用した際の使用感を必ずしも反映しているとはいえなかった。例えばクレム吸水法は重力に逆らって水が毛細管現象により上昇する高さを測定するが、その測定方法はおよそ実際の拭取り用途とは程遠く、また水の浸透は毛細管現象以外によっても影響されることは公知である。また、コッブ法においては、紙に長時間かつ過剰量の水を含ませることから、実使用で必要な短時間での吸水性能を測定することは難しい。
そのため、従来の試験方法で評価された吸水性能がほぼ同じレベルの衛生薄葉紙であっても、それら衛生薄葉紙をそれぞれ同量の水の拭き取りに使用した場合に、ユーザーが満足する拭き取りを終えるまでに使用する枚数に差がつくことがあった。
水の拭取りを行うとき、水は紙に対してほぼ二次元的に浸透する。また、紙の水への浸透速度は叩解度、サイズ剤の有無などの紙の性質を反映することが公知である。
そのため水の浸透速度は、拭取り用途に用いられる衛生薄葉紙の品質評価方法として適していると考えられた。
【０００５】
本発明の目的は、実際に使用する状況に即した吸収性の評価を行うことが可能な、衛生薄葉紙の吸水性試験方法及び吸水性試験装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、
不透液性の載置台上に水平に保持した衛生薄葉紙の試験片に対し、５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の高さから０．１ｍｌ以上１．０ｍｌ以下の所定量の水を滴下し、前記試験片にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を観察し、滴下後５秒後を起点とし、滴下後２０秒後までの間の所定時間までに拡がった水の浸透速度を計測し、得られた浸透速度に基づき、前記試験片の吸収性を評価することを特徴とする衛生薄葉紙の吸水性試験方法。
【０００７】
請求項２に記載の発明は、
前記衛生薄葉紙は、１プライでの米坪が１５ｇ／ｍ２以上５５ｇ／ｍ２以下の原紙が、２プライ以上で構成されていることを特徴とする請求項１に記載の衛生薄葉紙の吸水性試験方法。
【０００８】
請求項３に記載の発明は、
衛生薄葉紙の試験片を水平に保持する不透液性の載置台と、
前記載置台上の前記試験片に所定量の水を滴下する給水器と、
前記試験片にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を経時的にモニタリングする撮像部と、
前記撮像部によって撮像された画像を解析して、水の浸透速度を計測する制御部と、
を備えることを特徴とする衛生薄葉紙の吸水性試験装置。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、衛生薄葉紙について、実際の拭取り用途に使用される状況に即した吸収性の評価を行うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】衛生薄葉紙の吸水性試験装置を示す概略図である。
【図２】衛生薄葉紙の吸水性試験装置における載置台を示す平面図である。
【図３】載置台にセットした試験片に水を滴下した状態を示す説明図であり、例えば、水の滴下後１秒後の状態（ａ）と、水の滴下後６秒後の状態（ｂ）を示している。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、図を参照しつつ、本発明の実施の形態を詳細に説明する。但し、発明の範囲は、図示例に限定されない。
【００１２】
図１は、本実施形態における衛生薄葉紙の吸水性試験装置を示す概略図である。
吸水性試験装置１０は、図１に示すように、衛生薄葉紙の試験片５を水平に保持する載置台１と、載置台１上の試験片５に所定量の水を滴下する給水器２と、試験片５にしみ込んで２次元的（平面的）に拡がる水の浸透を撮像する撮像部３と、撮像部３によって撮像された画像（映像）を解析して、水の浸透速度を計測する制御部４と、を備えている。
【００１３】
載置台１は、平板状の下板１ａと、中央に異物が付着せぬよう直径３ｃｍとした開口部１ｃを有する上板１ｂとで構成されている。下板１ａおよび上板１ｂは、不透液性のアクリル樹脂素材からなり、２５ｃｍ×２５ｃｍ×１ｃｍで、下板１ａの重量が６５０ｇ以上７５０ｇ以下、上板１ｂの重量が６４０ｇ以上７４０ｇ以下である。
衛生薄葉紙の吸水性試験を行うに際し、折り目やしわの部分を除いて得た１０ｃｍ×１０ｃｍの試験片５を、下板１ａの中央に置いて縦方向２箇所をテープで止め、続いて試験片５にしわや浮きの無いよう試験片の四隅をテープで止める。固定した試験片５に上板１ｂを載せ、ずれのないよう上板１ｂと下板１ａとを四隅でテープを用いて固定することで、試験片５を載置台１に水平にセットすることができる。このとき、試験紙に掛かる圧力は０．６２ｋPａ以上０．７３ｋＰａ以下である。
【００１４】
給水器２は、試験片５に水を滴下するためのノズル２ａと、そのノズル２ａに繋がれている図示しない貯水容器および送液ポンプ等で構成されている。
ノズル２ａは、図１、図２に示すように、その先端が載置台１の上板１ｂの開口部１ｃの中心の上方であって、流速を安定させるため、かつ試験片５あるいはノズル２ａへ水のはね返りがないよう試験片５から５０ｍｍ以上１００ｍｍ以下の高さに位置するように配置されている。
また、この給水器２は、載置台１上の試験片５に、０．１ｍｌ以上１．０ｍｌ以下の水を滴下するようになっている。この給水器２は、例えばＧＩＬＳＯＮ社ピペットマン（Ｐ−１０００）あるいはビュレットなどを、高さを固定した上で用いることができる。
上記したノズル２ａ先端の高さや水の滴下量に関する値の範囲は、１プライでの米坪が１５ｇ／ｍ２以上５５ｇ／ｍ２以下の原紙が、２プライ以上で構成されている衛生薄葉紙の吸水性試験に適した値であると、発明者が見出したものである。
なお、衛生薄葉紙の吸水性試験を行う環境の温度や湿度はＪＩＳ Ｐ ８１１１の環境下で行なった。また衛生薄葉紙の種類等に応じて、最適な試験ができるように、給水器２のノズル２ａの高さや、水の滴下量、規定時間を上記の範囲で切り替え可能になっている。
【００１５】
撮像部３は、例えばデジタルビデオカメラであり、載置台１にセットされた試験片５を撮像可能に、載置台１の上方に下向きに取り付けられている。
この撮像部３は、吸水性試験時に、試験片５にしみ込んで２次元的に拡がる水の浸透を経時的にモニタリングして、その撮像した映像データを制御部４に送出する。
【００１６】
制御部４は、例えばコンピューターであり、制御部４に繋がれている給水器２や撮像部３の動作を制御するとともに、撮像部３によって撮像された映像を解析する機能を有する。特に、制御部４は、撮像部３によって撮像された映像を解析することで、水の滴下５秒後から規定時間内に２次元的に拡がった水の浸透速度を計測する。
例えば、載置台１に試験片５をセットした後、制御部４（コンピューター）を操作して吸水性試験を実行すると、制御部４に制御されている撮像部３は載置台１にセットされた試験片５の撮影を開始するとともに、制御部４に制御されている給水器２は所定量の水を滴下する。
そして、吸水性試験実行時、撮像部３は、水の滴下後２０秒間の映像を撮影し、その映像データを制御部４に送出する。次いで、制御部４は、水の滴下後の所定時間として、水滴が試験片５の表面に確実に接触するタイミングである水の滴下後１秒後から、規定時間である１０〜２０秒間の映像を観察するように解析して、水の浸透速度を計測する。なお、水の紙に対する浸透曲線は、滴下後５秒程度は急速に浸透し、５秒以降は一定の浸透速度に切りかわり、その後浸透限界に近づくと浸透速度が低下することが公知である。滴下５秒以内もしくは浸透限界に近づいた際の浸透速度は、実験上の誤差が生じやすいことから、本発明では浸透速度が安定した滴下後５秒から２０秒、特に滴下後５秒から１０秒を測定対象とする。
具体的に、試験片５に０．１ｍｌの水を滴下する吸水性試験の際には、例えば水の滴下後５秒から１０秒までの５秒間（規定時間）の映像解析を行い、水の滴下後１秒後に試験片５にしみ込んだ浸透部分の長軸方向を直径として得られた略円形もしくは楕円形の水滴Ｗのサイズが直径１ｍｍ（図３（ａ）参照）であり、水の滴下後１０秒後に試験片５にしみ込んだ略円形の水滴Ｗのサイズが直径６ｍｍ（図３（ｂ）参照）であるとき、規定時間である５秒間に水の浸透が半径２．５ｍｍ拡がったものと測定され、浸透速度は０．５ｍｍ／ｓｅｃであると計測される。この際、略円形もしくは楕円形の直径は、最大直径とこれに垂直に交わる直線状での直径の平均値とした。
ここでは、水の滴下後５秒から１０秒までの５秒間（規定時間）の映像解析を行って浸透速度を計測するとしたが、水の滴下後５秒後に撮像した画像と、既定時間後に相当する水の滴下後１０秒後に撮像した画像を比較する画像解析を行って、浸透速度を計測するようにしてもよい。
【００１７】
次に、実際に行った衛生薄葉紙の吸水性試験の結果と、衛生薄葉紙を実際に使用して使い易さを官能評価した実使用試験の結果を示す。
【００１８】
衛生薄葉紙（キッチンペーパー）の試料としては、１プライでの米坪が４０．１ｇ／ｍ２の原紙が２プライされたサンプルＡ、１プライでの米坪が２８．０ｇ／ｍ２の原紙が２プライされたサンプルＢ、１プライでの米坪が２０．１ｇ／ｍ２の原紙が２プライされたサンプルＣ、の３種類を用いた。各サンプルの米坪はＪＩＳ  Ｐ  ８１２４に則って測定されている。
【００１９】
本発明に係る吸水性試験方法による測定は、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣのそれぞれに対し、０．１０ｍｌの水を滴下する試験、０．２５ｍｌの水を滴下する試験、１．００ｍｌの水を滴下する試験を３回ずつ行い、その３回の平均値をとって浸透速度［ｍｍ／ｓｅｃ］を求めた。このときの水を滴下する高さはいずれも５０ｍｍとした。計測した浸透速度［ｍｍ／ｓｅｃ］を表１に示す。この浸透速度の値が小さいほど、衛生薄葉紙の平面方向へ水が拡散するよりも、厚さ方向に素早く吸水されていることがわかり、吸収性が高いことの判断基準になる。
さらに、米坪が異なるサンプル間の計測値（浸透速度）の比率として、サンプルＡに対するサンプルＣの吸水相対値、サンプルＢに対するサンプルＣの吸水相対値、サンプルＡに対するサンプルＢの吸水相対値を算出した。なお、本発明に係る吸水性試験方法では、米坪の値が大きいサンプルの方が浸透速度の値が小さくなる傾向があるので、米坪が小さいサンプルの計測値を米坪が大きいサンプルの計測値で除して、吸水相対値を算出した。その吸水相対値を表１に示す。
【００２０】
従来の試験方法であるコッブ法による吸水性の測定は、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣのそれぞれに対し、各３回の測定を行い、その３回の平均値をとって吸水量［ｇ］を求めた。計測した吸水量［ｇ］を表１に示す。この吸水量の値が大きいほど、衛生薄葉紙の吸収性が高いことの判断基準になる。
さらに、米坪が異なるサンプル間の計測値（吸水量）の比率として、サンプルＣに対するサンプルＡの吸水相対値、サンプルＣに対するサンプルＢの吸水相対値、サンプルＢに対するサンプルＡの吸水相対値を算出した。なお、コッブ法では、米坪の値が大きいサンプルの方が吸水量の値が大きくなる傾向があるので、米坪が大きいサンプルの計測値を米坪が小さいサンプルの計測値で除して、吸水相対値を算出した。その吸水相対値を表１に示す。
【００２１】
従来の試験方法であるクレム法による吸水性の測定は、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣのそれぞれに対し、タテ方向とヨコ方向に各１０回の測定を行い、その１０回の平均値をとって吸水値［ｍｍ］を求めた。計測した吸水値［ｍｍ］を表１に示す。この吸水値の値が大きいほど、衛生薄葉紙の吸収性が高いことの判断基準になる。
さらに、米坪が異なるサンプル間の計測値（吸水値）の比率として、サンプルＣに対するサンプルＡの吸水相対値、サンプルＣに対するサンプルＢの吸水相対値、サンプルＢに対するサンプルＡの吸水相対値を算出した。なお、クレム法では、米坪の値が大きいサンプルの方が吸水量の値が大きくなる傾向があるので、米坪が大きいサンプルの計測値を米坪が小さいサンプルの計測値で除して、吸水相対値を算出した。その吸水相対値を表１に示す。
【００２２】
また、衛生薄葉紙の実使用試験は、６人のモニターが衛生薄葉紙を実際に使用し、その使い易さを官能評価した。
具体的には、２４８ｍｍ×３５８ｍｍ×７０ｍｍのバットに５０ｍｌの水道水を注ぎ広げ、そのバット内の水をモニターが衛生薄葉紙（キッチンペーパー）を用いて拭き取り、その拭き取りに使用した枚数をカウントする試験を、サンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣ毎に行った。なお、最後の１枚については、拭き取り後にまだモニターが使用できると判断したものは０．５枚としてカウントした。そして、モニター６人が使用したサンプルＡ、サンプルＢ、サンプルＣの各枚数の平均値をとって、その使用量［枚］を求めた。拭き取りに使用した衛生薄葉紙の枚数を表２に示す。
さらに、米坪が異なるサンプル間の使用量［枚］の比率として、サンプルＡに対するサンプルＣの使用量相対値、サンプルＢに対するサンプルＣの使用量相対値、サンプルＡに対するサンプルＢの使用量相対値を算出した。なお、衛生薄葉紙の実使用試験では、米坪の値が大きいサンプルの方が使用量である枚数が小さくなる傾向があるので、米坪が小さいサンプルの使用量を米坪が大きいサンプルの使用量で除して、使用量相対値を算出した。その使用量相対値を表２に示す。
【００２３】
【表１】
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【００２４】
【表２】
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【００２５】
次に、衛生薄葉紙の吸水性試験の結果と、衛生薄葉紙の実使用試験の結果の相関について考察する。
【００２６】
例えば、衛生薄葉紙の吸水性試験を行った結果、得られたサンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率と、衛生薄葉紙の実使用試験を行った結果、得られたサンプルＡとサンプルＢの使用量の比率の相関性が高い場合、その吸水性試験は実際に衛生薄葉紙（キッチンペーパー）を使用する状況に即した評価が可能な試験方法であると言える。
【００２７】
つまり、吸水性試験を行った結果得られたサンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率が１：２であり、実使用試験でのサンプルＡとサンプルＢの使用量の比率が１：２である場合、その吸水性試験は、実際に衛生薄葉紙を使用する状況に即した評価を行うことができる、実際の使用感を反映した試験方法であると言える。
これに対し、吸水性試験を行った結果得られたサンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率が１：２であるのに、実使用試験でのサンプルＡとサンプルＢの使用量の比率が１：１である場合や、吸水性試験を行った結果得られたサンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率が１：１であるのに、実使用試験でのサンプルＡとサンプルＢの使用量の比率が１：２である場合、その吸水性試験は、実際に衛生薄葉紙を使用する状況に即した評価を行っているとは言えないのである。
【００２８】
具体的には、サンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率が１：２であり、その吸収性能に２倍の差があると判定された場合、吸収性が良い衛生薄葉紙の使用量が減り、例えば使用量が２分の１になることが想定される。また、実使用試験でサンプルＡとサンプルＢの使用量に２倍の差がある場合、吸収性能にも２倍の差があり、使用量が少ない方の衛生薄葉紙の吸収性能が高いことが想定される。
一方、吸収性能に２倍の差があると判定されているにも関わらず、その使用量に差が見られない場合や、吸収性能に差がなく同等であると判定されているにも関わらず、その使用量に顕著な差が見られる場合、その吸水性試験結果は実際に衛生薄葉紙を使用する状況に即した評価を行えていないことが考えられる。
こうしたことから、サンプルＡとサンプルＢの吸水性に関する計測値の比率と、サンプルＡとサンプルＢの使用量の比率の相関性が高い場合、その吸水性試験は実際に衛生薄葉紙（キッチンペーパー）を使用する状況に即した評価が可能な試験方法であると判断することができる。
【００２９】
実際に各サンプル対毎に、表１に示した吸収相対値を表２に示した使用量相対値で除することで、衛生薄葉紙の吸水性試験と衛生薄葉紙の実使用試験の相関度数を算出した。その相関度数を表３に示す。
【００３０】
【表３】
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【００３１】
表３に示した結果から明らかなように、従来法であるコッブ法やクレム法に比べて、本発明の吸水性試験方法の相関度数が“１”に近似している。
例えば、本発明の吸水性試験方法の相関度数の平均が０．９４であるのに対し、コッブ法の相関度数の平均は０．８５で、クレム法の相関度数の平均は０．７５である。
また、本発明の吸水性試験方法の相関度数の最大値と最小値の差は０．２２であるのに対し、コッブ法の相関度数の最大値と最小値の差は０．２５で、クレム法の相関度数の最大値と最小値の差は０．５６であり、コッブ法やクレム法の方がバラツキが大きい。
【００３２】
このように、本発明の吸水性試験方法の相関度数が“１”に近く、そのバラツキが小さいので、これら３つの試験方法のうち、本発明に係る吸水性試験方法が、最も衛生薄葉紙を使用する状況に即した評価を行うことができる、実際の使用感を反映した試験方法であると言える。
以上のことから、本発明に係る吸水性試験方法によれば、実際に衛生薄葉紙を使用する状況に即した評価を行うことができるので、この吸水性試験による測定結果が良好な衛生薄葉紙を開発し、製造するようにすることで、単に吸水性が高いというだけでなく使用感の良い衛生薄葉紙を得ることができる。
また、米坪やプライ（層）が異なる衛生薄葉紙（キッチンペーパー）や、メーカーが異なるなどして性能基準が異なる衛生薄葉紙（キッチンペーパー）であっても、本発明に係る吸水性試験方法によって吸水性を数値化することで、実際の使用感を比較することが可能になる。
【００３３】
なお、本発明の適用は上述した実施形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【符号の説明】
【００３４】
１      載置台
１ａ    下板
１ｂ    上板
１ｃ    開口部
２      給水器
２ａ    ノズル
３      撮像部
４      制御部
５      試験片
１０    吸水性試験装置
Ｗ      水滴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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