CN1315597A - 具有多层结构的水解性纤维片材 - Google Patents

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Abstract

目前于卫生间中冲走的水解性纤维片材中出现的清洁片材不能满足水解性和强度的平衡。本发明涉及具有多层结构的水解性纤维片材。表面层含有由规定纤维长度的本体部分以及从该本体部分延伸的微纤维构成的打浆度为700cc以下的原纤化人造纤维,它在构成上述表面层的纤维中占3质量%以上,由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或形成氢键。这种纤维片材通过仅仅添加少量的原纤化人造纤维,使水解性、强度的平衡变得优良。

Description

具有多层结构的水解性纤维片材
本发明涉及强度高而且通过水流容易分散的水解性纤维片材。更详细的说，涉及具有多层结构的水解性纤维片材。
为了擦拭臀部等人体的肌肤，或者为了清扫卫生间周围，常使用由纸及无纺布构成的一次性清洁片材。这类清洁片材如果在使用后能够在卫生间直接冲走就会非常方便，因此正在开发具有水解性的物质。但是，如果水解性不好，在卫生间冲走后，在净化槽中分散的时间过长，就有堵塞卫生间等排水管的危险。
另外，用于擦拭的清洁片材，由于是在擦拭含有水分的污渍时使用，或从简便程度及操作效果来考虑，以预先用清洗液湿润的状态包装后销售的情况比较多。因此，水解性清洁片材必须具备充分的湿润强度，在被清水浸润的状态下能够进行擦拭，而且有必要在卫生间冲走时容易水解。
例如，特公平7-24636号公报中公开了含有带羧基的水溶性粘合剂、金属离子及有机溶剂的水解性清洁物品。但是，这些金属离子和有机溶剂对皮肤有刺激性。
另外，特开平3-292924号公报中公开了使含有聚乙烯醇的纤维中浸渍硼酸水溶液制得的水解性清洁物品，特开平6-198778号公报中公开了使含聚乙烯醇的无纺布中含有硼酸离子及碳酸氢根离子的水解性餐巾。但是，聚乙烯醇对热非常敏感，如果达到40C以上，水解性清洁物品和水解性餐巾的湿润强度就会降低。
另外，近年研究了卫生巾、护垫(pantie liner)、一次性尿布等水解性的吸收性物品。但是，如上所述的水解性纤维片材使用粘合剂或电解质，作为长时间直接接触肌肤的吸收性物品的上层片材等，从安全性考虑是不能使用的。另一方面，特开平9-228214号公报中公开了一种水崩解性无纺布，它是通过将纤维长度为4～20mm的纤维与纸浆混合后，通过用高压喷水处理使之交织得到的，用JISP8135测定它具有100～800gf/5mm(0.98～7.84N/25mm)的湿润强度。由于它是使纤维交织的无纺布，所以具有膨松感。但是，这种无纺布是通过高压喷水处理，使纤维长度长的纤维交织，从而产生比较高的湿润强度。因此，又难以实现膨松、强度及水解性之间的平衡，不适于在冲水的厕所中冲走。
本发明解决了现有课题，提供一种具有优良水解性，而且即使不添加粘合剂也具有耐用强度的水解性纤维片材。
本发明涉及将纤维组成不同的多层一体化得到的具有多层结构的水解性纤维片材，其特征在于：
片材表面的表面层含有由规定纤维长度的本体部分以及从该本体部分延伸的微纤维构成的打浆度为700cc以下的原纤化人造纤维，它在构成上述表面层的纤维中占3质量％以上，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或形成氢键，
片材反面的反面层是不含上述原纤化人造纤维的纤维通过交织和/或通过氢键结合的物质；或者所含上述原纤化人造纤维比上述表面层少，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或通过氢键结合的物质。
另外还涉及纤维组成不同的多层一体化得到的具有多层结构的水解性纤维片材，其特征在于：
片材表面的表面层以及片材反面的反面层含有由规定纤维长度的本体部分以及从该本体部分延伸的微纤维构成的打浆度为700cc以下的原纤化人造纤维，它在构成上述表面层和反面层的纤维中占3质量％以上，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或形成氢键，
位于上述表面层和反面层之间的中间层是不含上述原纤化人造纤维的纤维通过交织和/或通过氢键结合的物质；或者所含上述原纤化人造纤维比上述表面层和反面层少，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或通过氢键结合的物质。
这种情况下，在上述表面层和反面层中，纤维中的原纤化人造纤维的含量也可以几乎相同。
本发明的水解性纤维片材，即使在干燥状态下，以及即使在含有水分的湿状态下也能保持充分的强度，使用后在卫生间等用水冲走时被大量的水浸泡，片层形状能够分解。本发明中，由于原纤化人造纤维的微纤维与其它纤维和其它纤维的微纤维交织，甚至形成氢键，可以发挥微纤维使纤维之间结合的功能而得到强度。另外，如果加入大量的水，上述微纤维的交织松开，或氢键断裂，纤维片材容易水解。
特别是本发明中的纤维片材具有多层结构。仅使表面层含有原纤化人造纤维，或使表面层含有比之间层多的原纤化人造纤维，可以得到水解性和强度达到平衡的优良纤维片材。另外，在纤维片材的表面集中地存在原纤化人造纤维，由原纤化人造纤维延伸的微纤维主要与其它面接触，因而作为纤维片材总体直接受到的摩擦力减小。因此，本发明的水解性纤维片材的表面耐摩擦的强度高。而且，原纤化人造纤维由通常的纤维制造时造价高，或制造需要花费工夫。在本发明中，作为纤维片材的总体，其原纤化人造纤维的用量即使没有那么多，也可以得到具有优良水解性和强度的纤维片材，因此可以降低制造成本。
另外，本发明的水解性纤维片材可以由对人体无害的物质构成。
本发明中，优选将上述表面层的表面加热压缩，使上述表面的原纤化人造纤维的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者通过氢键结合。或者优选将上述表面层和上述反面层的表面加热压缩，使上述表面的原纤化人造纤维的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者通过氢键结合。
上述原纤化人造纤维优选本体部分在重量加重平均纤维长度分布的峰处的上述纤维长度为1.8mm以上10mm以下，而且长度为1mm以下的上述微纤维占自重的0.1～65质量％。
纤维片材也可以是实施喷水器处理后的无纺布。或者也可以是抄纸得到的物质。
原纤化人造纤维的纤度优选1.1～1.9dtex。
纤维的密度(目付)优选20～100g/m2。
按照JISP-4501测得的水解性优选在200秒以下。
湿润强度优选1.1N/25mm以上。
干燥强度优选3.4N/25mm以上。
本发明中使用的原纤化人造纤维是指再生纤维素--人造纤维表面进行原纤化变细的物质，也就是说，将粗为亚微米的微纤维由纤维(原纤化人造纤维)本体部分的表面剥离，微纤维由纤维本体部分的表面延伸的物质。通常再生纤维素表面的光滑，而原纤化人造纤维表面进行了原纤化，具有不同的构造。
这种纤维可以通过例如在人造纤维吸水湿润时给与机械力获得。作为具体的制造方法有将人造纤维加入搅拌机在水中剧烈搅拌的方法，采用碎浆机或匀浆机或打浆机等打浆(粘状打浆)的方法。更详细的说，原纤化人造纤维是对进行湿式纺丝后的粘液丝等人造纤维实施酸处理，然后施加机械力使之原纤化得到的物质，或对进行溶剂纺丝后的人造纤维施加机械力使之原纤化得到的物质。但也可以由湿式纺丝后的常用再生纤维素形成原纤化人造纤维。
确定本发明优选使用的原纤化人造纤维有几种方法。其中一种方法是原纤化人造纤维中的本体部分与微纤维的重量加重平均纤维长度分布(质量分布)。由于微纤维的长度比上述本体部分的纤维长度短，通过考察原纤化人造纤维的纤维长度分布，可知上述本体部分与微纤维的重量加重平均纤维长度分布。另外，确定原纤化人造纤维的另一种方法是原纤化人造纤维的打浆度(CFS：加拿大标准打浆度)。
首先说明原纤化人造纤维中本体部分与微纤维的重量加重平均纤维长度分布。作为一个实例，对于将打浆前纤维长度为5mm的人造纤维打浆得到原纤化人造纤维的情况进行说明。打浆前未原纤化的人造纤维(CSF=740cc，纤维长度5mm,1.7dtex)中纤维长度的重量加重平均纤维长度分布(以n=3测定)如图1所示。如图1所示，打浆前人造纤维中纤维长度为5mm±1mm的物质几乎占全部重量加重平均纤维长度分布。以0.75质量％的试样浓度，使用搅拌机将该人造纤维粘状打浆达到各种打浆度，得到原纤化人造纤维。测定所得原纤化人造纤维的每纤维长度的重量加重平均纤维长度分布，将得到的结果制图，得到图2。
如图2所示，重量加重平均纤维长度分布中大体分为2个峰。纤维长度为1mm以下所占比例以外的主要是原纤化人造纤维的本体部分，上述剩余的纤维长度为1mm以下的包括进行原纤化延长到很长的微纤维及断裂的人造纤维。另一方面，本体部分的纤维长度本身通过打浆，变得比打浆前的纤维长度稍微短一点，或者由于存在从本体部分端部延伸出的微纤维在外观上变得稍长一点。因而，打浆后的原纤化人造纤维中，本体部分质量峰中的上述本体部分的纤维长度在打浆前人造纤维的纤维长度±0.5mm范围内，详细的说，处于本体纤维长度-0.3mm～+0.1范围内。
所谓本发明的原纤化人造纤维，可以特定地指主要具有原纤化人造纤维本体部分纤维长度的峰与原纤化部分--微纤维纤维长度的峰的物质。另外，如上所述原纤化人造纤维可以通过将人造纤维粘状打浆得到，但是在打浆(将打浆度数值减小)时通常采用的游离状打浆中，如图3所示全部都被粉碎得很细小，最终几乎不存在具有原来纤维长度的物质。这种游离状打浆物质不包括在本发明所说的原纤化人造纤维中。
在本发明中，优选由原纤化人造纤维本体部分延伸的长度为1mm以下的微纤维占自重的0.1～65质量％的物质。更优选3～65质量％。另外，原纤化人造纤维优选本体部分的重量加重平均纤维长度分布峰处的纤维长度为1.8mm以上10.0mm以下。这种原纤化人造纤维可以通过将打浆前纤维长度为2.0mm以上10.5mm以下的人造纤维打浆，使打浆度达到700cc以下而得到。
原纤化人造纤维每纤维长度的重量加重平均纤维长度分布依赖于打浆处理前的纤维长度及打浆度两方面。作为本发明所使用的原纤化人造纤维的优选其它实例，例如用搅拌机将纤维长度为3mm、4mm、6mm、7mm的人造纤维粘状打浆使之具有各种打浆度，测定每纤维长度的重量加重平均纤维长度分布。其测定图如图4～7所示。另外上述图2、4～7所示的图中得到的纤维长度为1mm以下的微纤维的质量分布以及与打浆前人造纤维的纤维长度相近的本体部分纤维长度(+0.4mm或+0.2mm～-0.6mm)的质量分布如表1所示。另外，打浆度为740cc或732cc的物质为打浆前的物质。
 表1
 3mm     打浆度(cc)     1.0mm以下(质量％)     2.4-3.4mm(质量％)
    745       3.36       60.33
    464       2.61       72.84
    337       4.40       67.89
    203       4.49       65.35
     96       6.31       58.86
 4mm    打浆度(cc)     1.0mm以下(质量％)     3.4-4.4mm(质量％)
    745       3.78       45.66
    615       1.85       55.19
    445       3.70       58.02
    353       7.02       59.58
    227      11.47       47.23
    147      13.28       41.51
   5mm    打浆度(cc)     1.0mm以下(质量％)     4.4-5.4mm(质量％)
    740       0.69       76.56
    600       4.06       63.80
    400      22.49       47.25
    200      35.95       32.77
    100      41.76       22.72
 6mm    打浆度(cc)     1.0mm以下(质量％)     3.4-4.4mm(质量％)
    740       4.19       28.64
    500      18.45       47.78
    410      22.90       46.98
    204      47.74       21.85
    102      45.81       18.12
 7mm    打浆度(cc)     1.0mm以下(质量％)     3.4-4.4mm(质量％)
    732       2.83      34.29
    607      28.98      43.07
    469      49.06      24.96
    348      63.29      10.72
    164      61.53       6.19
     95      55.58       4.39
而且，本发明中优选使用的原纤化人造纤维的其它实例如表2、表3和表4所示。表2表示用搅拌机将打浆前纤维长度为5mm纤度为1.7dtex的人造纤维打浆得到的物质中，在不同打浆度时1.0mm以下的微纤维所占比例，表3表示用碎浆机或匀浆机将打浆前纤维长度为3mm、纤度为1.4dtex的人造纤维或纤维长度为3mm、纤度为1.7dtex的人造纤维打浆得到的物质中在不同打浆度时1.0mm以下的微纤维所占比例，表4表示用碎浆机或匀浆机将打浆前纤维长度为5mm、纤度为1.4dtex的人造纤维或纤维长度为5mm、纤度为1.7dtex的人造纤维打浆得到的物质中在不同打浆度时1.0mm以下的微纤维所占比例。表2
   5mm1.7dtex  打浆度(cc)   1.0mm以下(质量％)
   740     0.69
   520    12.77
   377    23.20
   185    39.37
    67    35.47
表3
   3mm1.4dtex  打浆度(cc)  1.0mm以下(质量％)     3mm1.7dtex  打浆度(cc)  1.0mm以下(质量％)
  644     0.57    653     0.16
  626     0.46    584     0.23
  595     0.40    472     0.43
  563     0.78    372     0.59
  480     0.71    333     0.63
  407     0.69    291     1.13
  352     0.87    259     1.25
  340     1.05    212     1.54
  297     1.32    176     1.92
  241     1.39    163     3.61
  211     1.77
表4
   5mm1.4dtex 打浆度(cc)   1.0mm以下(质量％)     5mm1.7dtex  打浆度(cc)  1.0mm以下(质量％)
    676     1.08    695     0.47
    646     1.06    625     1.49
    631     2.08    521     7.17
    554     8.48    229     20.96
    433     7.39    200     17.14
    339    11.18    198     20.04
    242    21.57    198     18.10
    183    20.43    198     17.59
    161    26.55    195     16.92
    135    24.32    195     15.08
   190     15.14
   188     19.54
   187     17.41
   186     13.94
由上述表可知，打浆前人造纤维的纤维长度为3mm时(打浆后本体部分的质量分布峰为3±0.5mm)，长度在1mm以下的微纤维占原纤化人造纤维自重的0.1～10质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时上限为5质量％。另外，用碎浆机或匀浆机打浆，打浆度为600cc以下时，下限是0.2质量％。
打浆前人造纤维的纤维长度为4mm时(打浆后本体部分的质量分布峰为4±0.5mm)，长度在1mm以下的微纤维占原纤化人造纤维自重的1～14质量％。但是，用碎浆机和匀浆机打浆时为0.3～10质量％。用碎浆机或匀浆机打浆，打浆度是600cc以下时，下限为0.5质量％。
打浆前原纤化人造纤维本体部分的纤维长度为5mm时(打浆后本体部分的质量分布峰为5±0.5mm)，长度在1mm以下的微纤维占原纤化人造纤维自重的0.3～45质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时的上限为30质量％。另外，用碎浆机或匀浆机打浆打浆度是600cc以下时，下限为5质量％。
打浆前原纤化人造纤维本体部分的纤维长度为6mm时(打浆后本体部分的质量分布峰为6±0.5mm)，长度在1mm以下的微纤维占原纤化人造纤维自重的5～50质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时为0.5～30质量％。另外，用碎浆机或匀浆机打浆，打浆度是600cc以下时，下限为5质量％。
打浆前原纤化人造纤维本体部分的纤维长度为7mm时(打浆后本体部分的质量分布峰为7±0.5mm)，长度在1mm以下的微纤维占原纤化人造纤维自重的10～65质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时是3～50质量％的程度。另外，用碎浆机或匀浆机打浆，打浆度是600cc以下时，下限为8质量％。
对上述进行概括，打浆前人造纤维的纤维长度为3mm以上低于5mm时(打浆前上述本体部分的质量分布峰中上述纤维长度为2.5mm以上低于4.5mm)，如果打浆度低于400cc，长度为1mm以下的微纤维占自重(原纤化人造纤维总体的质量)的0.5～15质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时，上限为8质量％。另外，打浆度为400cc以上700cc以下时，长度为1mm以下的微纤维占自重的0.1～5质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时上限为3质量％。另外，用碎浆机或匀浆机打浆时，打浆度为400cc以上600cc以下时，下限为0.2质量％。
另外，打浆前人造纤维的纤维长度为5mm以上7mm以下时(打浆前上述本体部分的质量分布峰中上述纤维长度为4.5mm以上低于7.5mm)，如果打浆度低于400cc，长度为1mm以下的微纤维占自重的8～65质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时，上限为30质量％。另外，打浆度为400cc以上700cc以下时，长度为1mm以下的微纤维占自重的0.3～50质量％。但是，用碎浆机或匀浆机打浆时上限为20质量％。另外，用碎浆机或匀浆机打浆时，打浆度为400cc以上600cc以下时，下限为2质量％。
以下，说明本发明中优选使用的原纤化人造纤维的打浆度。打浆度可以根据打浆手段或打浆处理的时间进行调整。随着打浆的进行(打浆度的数值变小)，短纤维(包括微纤维)的质量分布比例增高。本发明中原纤化人造纤维的打浆度在700cc以下。如果打浆度大于700cc，形成微纤维的量变少，不能得到纤维片材必要的强度。为了形成适量的微纤维，更优选打浆度在600cc以下。这时，通过微纤维使纤维片材强度上升更显著。更优选400cc以下。另外，使用打浆度为200cc以下，甚至100cc以下(如50cc和0cc)的原纤化人造纤维，也可以得到湿润强度和水解性达到平衡的水解性纤维片材。
原纤化人造纤维的旦尼尔(纤度)优选1～7d(旦尼尔)，即1.1～7.7dtex。如果旦尼尔小于上述下限，原纤化人造纤维本体部分就会过度交织，造成水解性降低。另外，如果大于上述上限，匀度就会下降，另外生产率也降低。更优选1.1～1.9dtex。
在本发明的纤维片材中，可以含有上述原纤化人造纤维以外的其它纤维。作为其它的纤维，优选使用纤维长度为10mm以下的纤维。其它纤维优选对水有良好分散性的纤维，即水分散性纤维。这里所说的水分散性与水解性具有相同的含义，是指通过与大量的水接触，纤维之间零零散散地分散成片状的性质。这种纤维更优选生物降解性纤维。只要是生物降解性纤维，即使废弃于自然界中也可以被分解。另外，本发明中所说的其它纤维的纤维长度是指平均纤维长度。另外，纤维长度为10mm以下的其它纤维的纤维长度(平均纤维长度)优选1mm以上。
作为本发明中使用的其它纤维，可以使用选自天然纤维和化学纤维中的至少一种纤维。作为天然纤维如针叶树浆和阔叶树浆等木浆，马尼拉麻、棉短绒浆等。这些天然纤维具有生物降解性。其中，由于针叶树漂白牛皮纸浆和阔叶树漂白牛皮纸浆水分散性优良，因此特别优选。另外，可以列举出作为再生纤维的人造纤维等化学纤维，聚丙烯、聚乙烯醇、聚酯、聚丙烯腈等合成纤维，生物降解性合成纤维，由聚乙烯等构成的合成纸浆等。其中由于人造纤维是生物降解性的，所以优选。另外也可以使用聚乳酸、聚己内酯、聚丁烯琥珀酸酯等脂肪族聚酯，聚乙烯醇及胶原等生物降解性纤维。另外，即使是上述纤维以外的纤维，只要具有水分散性就可以使用。
另外，使用针叶树浆时，针叶树浆的打浆度优选500～750cc。打浆度如果小于上述下限，无纺布就变得象纸一样，质量下降。打浆度如果大于上述上限，就不能得到必要的强度。
使用上述纤维形成本发明的纤维片材。图8为表示本发明第1种实施方式的部分放大剖面图。图8所示本发明的水解性纤维片材1A具有2层结构，即含有原纤化人造纤维的表面层1a以及不含原纤化人造纤维的其它纤维形成的反面层1b。
表面层1a由原纤化人造纤维和其它纤维形成，含有原纤化人造纤维3质量％以上。优选原纤化人造纤维为5质量％以上。另外，表面层1a也可以全部由原纤化人造纤维形成。使用纤维片材1A时，以表面层1a作为使用面(如果是擦拭片材是指擦拭面，如果是吸收性物品的表面材料是指与肌肤接触的表面)。由于表面层1a含有原纤化人造纤维，微纤维与其它纤维交织，因此强度高。另外，微纤维存在于表面，与擦拭面接触的主要是微纤维。因而表面层1a的表面Sa抗摩擦能力强。因此，使用时很难出现破损或失去原形等不良情况。
另一方面，反面1b不含有原形化人造纤维，由上述其它纤维形成。由于表面层1a可以使纤维片材1A保持较高的强度，则反面层1b即使没有那么高的强度也可以。因此，可以制成水解性高的层。这样纤维片材1A可以通过表面层1a得到优良的强度，通过反面层1b得到优良的水解性。但是，反面层1b也可以含有比表面层1a少的原纤化人造纤维。
另外，本发明的水解性纤维片材1A中，如果考虑到在湿的状态下将纤维片材用于擦拭或吸收性物品的表面材料，纤维网的重量(密度)优选20～100g/m2。重量如果小于上述下限，不能得到必要的湿润强度。重量如果大于上述上限，则缺少柔软性。特别是用于人体肌肤等时，从湿润强度和柔软感的角度考虑，纤维的密度更优选30～70g/m2。因此，表面层1a以及反面层1b的密度分别优选10～50g/m2，更优选15～35g/m2。
以下说明图8所示水解性纤维片材1A的制造方法。纤维片材1A是对上述纤维进行抄纸等处理得到的纤维网或对纤维网进行喷水处理得到的无纺布。
为了保证本发明纤维片材的湿润强度确实高，优选采用湿式法形成具有2层结构的纤维网后，对纤维网进行喷水处理形成无纺布。另外，也可以采用干式法形成具有2层结构的纤维网后实施喷水处理。
在这种喷水处理中可以使用通常所使用的高压喷水处理装置。通过进行喷水处理，使由原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中的至少一种交织，结果在表面层上通过交织增加了纤维间的结合力，另外通过微纤维的氢键进一步增加了干燥强度。另外即使润湿时氢键断裂，由于交织也可以维持润湿强度。另外，喷水处理过程中，由于原纤化人造纤维表面的微纤维与其它纤维或其它微纤维的一部分交织，所以在结构上与纤维自身之间交织的常用无拉线无纺布中的纤维交织不同。
图9是说明采用喷水处理的本发明水解性纤维片材(湿式无纺布)的制造方法以及制造装置的设备总体结构图。图9所示湿式无纺布的制造装置由无纺布形成部Ⅰ、毛毯传送部Ⅱ、后段的毛毯传送部以及传送到干燥滚筒的转移部Ⅲ、干燥部Ⅳ、卷筒部Ⅴ构成。上述无纺布形成部Ⅰ中，在多数个轧辊4a、4b、4c等的上面设有缠绕的金属丝传送带2，金属丝传送带2沿顺时针方向以一定的速度旋转驱动。
轧辊4a和轧辊4b之间沿上坡方向倾斜的金属丝传送带2的倾斜部2a的上方对置有原料供给部3A和3B，在倾斜部2a的下侧对置有脱水槽(图中未表示)。在原料供给部3A中由供给口3r供给作为原料纤维可形成一层(反面层或表面层)的纤维和水。通过倾斜部2a下侧的脱水槽的空气吸引力，将原料供给部3A中的纤维吸引到金属丝传送带2上。原料供给部3A上设有通过间隙与金属丝传送带2对置的填塞物(横倾薄片heel slice)3a，通过金属丝传送带2与填塞物3a之间的间隙，在金属丝传送带2上形成规定厚度的纤维网(反面层或表面层)。
另外，原料供给部3B中由供给口(图中未表示)供给作为原料纤维可形成其它层(表面层或反面层)的纤维和水。通过倾斜部2a下侧的脱水槽的空气吸引力，将原料供给部3B中的纤维吸引到上述纤维网上。原料供给部3B上设有通过间隙与金属丝传送带2上的上述纤维网对置的填塞物(横倾薄片heel slice)3b，通过上述纤维网与填塞物3b之间的间隙，在上述纤维网上形成规定厚度的纤维网(表面层或反面层)。
因此，在表面层1a形成含有原纤化人造纤维多的纤维片材时，如果首先由原料供给部3A形成不含原纤化人造纤维的反面层1b的网，再由原料供给部3B在上述层上形成含有原纤化人造纤维的网，则上述原纤化人造纤维难以从上述金属丝传送带2上脱落下来，提高了原纤化人造纤维的利用率。另外，如果由原料供给部3A供给不含原纤化人造纤维的纤维，在其上由原料供给部3B供给含有原纤化人造纤维的纤维，由于吸入空气以及后面的喷水处理，上层的原纤化人造纤维少量移行到下侧的纤维网上，使下层含有比上层量少的原纤化人造纤维。
另外，也可以在原料供给部3A中供给比原料供给部3B少的原纤化人造纤维形成上述反面层1b。
另外，如果将上述原料供给部设置成3个，则可以形成3层或3层以上的多层结构。
在上述轧辊4b和4c之间，在金属丝传送带2的上方对置有1个或多个喷水喷嘴5，在金属丝传送带2的下侧对置有脱水槽6。对于通过上述填塞物3b在金属丝传送带2上形成的纤维网，由上述喷水喷嘴5进行喷水。通过喷水，纤维网的纤维，特别是由原纤化人造纤维表面延伸的微纤维交织，形成纤维片材1A(无纺布)。
上述金属丝传送带2与毛毯传送部(毛毯部件)Ⅱ的毛毯传送带7相连。毛毯传送带7是用针编织的毛衬布，由于金属丝传送带2与毛毯传送带7的粗细不同，将金属丝传送带2上形成的纤维片材1A(无拉线无纺布)转移到毛毯传送带7上。而且轧辊8a是利用空气吸引的转移装置，即引纸轧辊(suction pick uproll)，纤维片材1A容易由金属丝传送带2转移到毛毯传送带7上。在毛毯传送部Ⅱ，上述毛毯传送带7缠绕在上述轧辊8a、8b以及轧辊9a、9b、9c、9d、9e、9f等上，沿逆时针方向转动。
在后段传送部设有第2毛毯传送带11。该毛毯传送带11与上述毛毯传送带7同样是用针编织的毛衬布，缠绕在多个轧辊12a、12b、12c、12d上。在轧辊20附近，毛毯传送带11与干燥滚筒13接近，纤维片材1A转移到干燥滚筒13上。纤维片材1A缠绕在干燥部的干燥滚筒13上，使之干燥的同时，将干燥后的纤维片材1A通过卷筒轧辊14卷成筒，在滚筒15上完成纤维片材1A的制造。
在本发明中为了进一步提高纤维片材的表面摩擦强度，优选将纤维片材表面在含有水分的状态下，加热条件下进行加压，实施表面化处理增加微纤维的氢键量。在上述制造方法中，干燥滚筒13是表面平滑而且被加热的。在上述转移部Ⅲ中，以纤维片材1A夹在加压轧辊20和干燥滚筒13之间的状态进行加压。这时，表面层1a面向干燥滚筒13。纤维片材1A通过喷水处理含有水分，通过干燥滚筒13的平滑表面加压并加热，使纤维之间通过氢键结合得更强。特别是由处于纤维片材1A表面的原纤化人造纤维延伸出的微纤维之间形成更多的氢键。因此，纤维片材1A的表面层1a平滑而且表面强度高，即使使用时与表面产生摩擦，也难以破损。由于通过表面化处理使氢键量增加，不仅在纤维片材干燥时强度高，即使在含有少量水分润湿时强度也很高。
通过表面化处理在纤维之间产生的结合在大量水分中，例如在卫生间等处冲走时容易断裂，因此即使通过实施表面化处理使表面耐摩擦的强度或纤维片材自身的强度变高，纤维片材自身的水解性也几乎不降低。另外，上述表面化处理也可以使用轧纹辊筒或加压板等代替上述干燥滚筒13和上述加压轧辊20。
另外，本发明的纤维片材也可以是没有实施喷水处理的物质。该水解性纤维片材通过由原纤化人造纤维表面的OH基形成氢键，特别是可以提高干燥时的强度。另外，随原纤化程度的增加，即随微纤维的增加，纤维表面积也增加，并提高了由氢键产生的纤维间的结合强度。进行抄纸后的物质中，微纤维能够发挥与纸浆相同或更高的氢键结合力，从而获得片材的强度。通过上述氢键可以得到水解性与强度之间的平衡。该抄纸后的物质特别是在干燥的状态下使用时，能够成为强度优良的物质。另外，对于抄纸后的纤维片材，由于具有微纤维交织的部分，也可以提高湿润强度。
例如上述无纺布形成部Ⅰ中，也可以不实施喷水处理直接形成纤维片材。此外，也可以采用图10所示的抄纸装置形成具有2层结构的纤维片材1A。该抄纸装置在第1原料槽31中装有例如形成反面层的第1原料33，在第2原料槽32中装有例如形成表面层的第2原料34。第1原料槽31中设有圆网35，在第2原料槽32中设有圆网36。金属丝37沿逆时针方向转动，圆网35和36沿顺时针方向转动。在第1原料槽31中，用圆网35将第1原料33捞上来，将第1纤维网(反面层1b)转移到金属丝37上，在第2原料槽32中，用圆网36将第2原料34捞上来，将第2纤维网(表面层1a)转移到上述第1纤维网的表面，可以得到2层抄纸的纤维片材。
也可以对这样抄纸得到的纤维片材实施同样的表面化处理。抄纸后使纤维片材含有水分，或者使抄纸后干燥得到的纤维片材含有水分，之后在加热条件下对纤维片材加压。表面的纤维，特别是微纤维通氢键结合，使表面强度变高。
 图11是表示本发明水解性纤维片材的第2种实施方式的部分放大剖面图。图11的纤维片材1B由表面层1c、反面层1e以及夹在表面层1c和反面层1e之间的中间层1d形成。表面层1c以及反面层1e与上述具有2层结构的纤维片材1A的表面层1a相同，由原纤化人造纤维和其它纤维形成，原纤化人造纤维占3质量％以上。优选原纤化人造纤维占5质量％以上。另外，表面1c和反面层1e也可以全部由原纤化人造纤维形成。
另一方面，中间层1c不含原纤化人造纤维，由其它纤维形成。由于夹在强度高的表面层1c和反面层1e之间，即使是湿润强度非常低的物质也可以，例如也可以是仅由针叶树浆形成的所谓卫生纸等物质。但是，中间层1d也可以含有比表面层1c和反面层1e少的原纤化人造纤维。
另外，由于纤维片材1B中表面层1c和反面层1e含有原纤化人造纤维，纤维片材1B的两面强度均高。因此纤维片材1B的表面层1c和反面层1e的表面Sc、Se均可以用作使用面。用作擦拭片材的场合，使用者没有必要考虑纤维片材的正反，便于使用。而且，使用时表面层1c、反面层1e显示出高强度，但使用后在厕所冲走时与大量水接触，当然表面层1c和反面层1e的微纤维之间的交织容易解开，由于中间层1d与表面层1c和反面层1e相比容易水解，纤维片材总体的水解性变高。
另外，图11所示具有3层结构的场合，优选对表面层1c和反面层1e双方的表面或至少一方的表面实施上述表面化处理。
此外，本发明的水解性纤维片材也可以具有4层以上的结构。另外，本发明的水解性纤维片材也可以分别形成各层，将各层以层叠的状态粘结制得。粘结也可以使用水溶性或水膨润性的粘合剂。另外也可以通过在含有水分的状态下在加热条件下加压，使各层纤维之间形成氢键制得。
本发明的水解性纤维片材在含水的状态下湿润时的断裂强度优选无纺布纵向(MD：机器方向)与横向(CD：横向)积的根的平均值在1.1N/25mm以上。湿润时的断裂强度(称作湿润强度)是使裁剪成宽25mm长150mm的纤维片材中含有其质量的2.5倍的水分，采用坦锡伦实验机在卡盘间距为100mm、牵引速度为100mm/min的条件下测得的断裂时的牵引力(N)。但是，对于采用这种测定方法的最终目的，只要是具有与该湿润强度实质上相同强度的物质即可。另外，更优选1.3N/25mm以上的。
另一方面，优选即使在干燥状态下也具有耐用强度的物质，断裂强度优选无纺布纵向(MD：机器的方向)与横向(CD：横向)积的根平均得到的干燥强度为3.4N/25mm以上。
另外，本发明的水解性纤维片材优选水解性在300秒以下。更优选在200秒以下，另外更优选在120秒以下。这时所谓的水解性是指按照JISP4501卫生纸分解难易实验测得的水解性。下面叙述分解难易实验的要点，将水解性纤维片材切成纵向10cm横向10cm的物质，然后放入添加有300ml离子交换水的容量为300ml的烧杯中，用转子进行搅拌。旋转速度为600rpm。随时目测此时水解性纤维片材的分散状态，测定水解性纤维片材分解至很小的时间。但是，对于采用这种测定方法的最终目的，只要是具有与该水解性实质上相同水解性的物质即可。
另外，本发明的水解性纤维片材中，含有原纤化人造纤维的表面层在干燥时采用JISP8136的纸板耐摩擦强度试验方法测得的干燥时的表面干燥强度优选3次以上。在JISP8136的试验方法中，将试验片(纤维片材)置于振动台(B)上，用放置有人工皮革的摩擦部(A)摩擦试验片，将纤维由试验片表面剥下来的过程中，测定直到产生变圆的细毛所摩擦的次数。更优选10次以上。
另一方面，优选即使湿润时含有原纤化人造纤维的表面层的表面摩擦强度为3次以上。对于擦拭片材或吸收性物品，即使在某种程度的湿润状态下也有必要具有耐表面摩擦的强度。这里所说的湿润时是指含有自重2.5倍的水分的状态。本发明的水解性纤维片材由于通过由原纤化人造纤维表面延伸的微纤维自身交织使纤维之间适度粘结，因此即使在湿润时耐摩擦强度也较高。更优选10次以上。
本发明的水解性纤维片材为了得到上述优选的水解性和湿润强度，可以改变纤维种类、配比、密度和喷水处理的条件。例如，大量使用纤维长度长的原纤化人造纤维时或使用不进行打浆(打浆度数值大)的原纤化人造纤维时，纤维片材的密度变小，如果减小喷水处理能量等，能够得到水解性和湿润强度都很优良的物质。
本发明的水解性纤维片材即使不含粘合剂，也能得到水解性和湿润强度优良的物质，但为了进一步提高湿润强度，必要时也可以添加使纤维与纤维粘合的水溶性或水膨润性的粘合剂。这些粘合剂在接触到大量水时溶解或膨润，解除纤维之间的粘合。粘合剂例如有羧甲基纤维素、甲基纤维素、乙基纤维素、苯甲基纤维素等烷基纤维素或聚乙烯醇、定量含有磺酸基或羧基的变性聚乙烯醇等。这时，粘合剂的添加量也可以比以前的少，例如对于100g纤维即使是添加2g也能够得到充分的湿润强度。因此，纤维片材的安全性并不会降低。为了使无纺布中含有粘合剂，如果是水溶性的粘合剂则采用丝网涂抹的方法。如果是水膨润性的粘合剂，在制造纤维网时通过抄混能够使纤维片材中含有粘合剂。
另外，也可以在构成纤维片材的所有层中均含有粘合剂。另外，由于在所有层中均不含粘合剂的场合，含有原纤化人造纤维的层通过微纤维已经达到较高的强度，因此优选不含原纤化人造纤维的层含有粘合剂。
使用上述粘合剂时，如果使无纺布中含有水溶性无机盐或有机盐等的电解质，能够进一步提高水解性纤维片材的湿润强度。无机盐如硫酸钠、硫酸钾、硫酸锌、硝酸锌、硫酸铝钾、氯化钠、硫酸铝、硫酸镁、氯化钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵等，有机盐如吡咯烷酮羧酸钠、枸橼酸钠、枸橼酸钾、酒石酸钠、酒石酸钾、乳酸钠、琥珀酸钠、泛酸钙、乳酸钙、月桂基醇硫酸钠等。使用烷基纤维素作为粘合剂时，优选一价的盐。另外，使用聚乙烯醇或变性聚乙烯醇作为粘合剂时，优选使用一价的盐。
另外，在使用烷基纤维素作为粘合剂时，为了提高水解性纤维片材的强度，也可以含有下面的化合物。例如，(甲基)丙烯酸马来酸类树脂或(甲基)丙烯酸富马酸类树脂等具有聚合性的酸酐与其它化合物的共聚物。这种共聚物优选使用与氢氧化钠等发生作用皂化，部分羧酸成为钠盐的水溶性物质。另外，在强度方面优选还含有三甲基甘氨酸等氨基酸衍生物。
另外，本发明的水解性纤维片材中可以在不妨碍本发明效果的范围内含有上述化合物以外的其它物质。例如可以含有表明活性剂、灭菌剂、保存剂、除味剂、保湿剂、乙醇等醇类、甘油等多元醇等。
由于本发明的水解性纤维片材具有优良的水解性和湿润强度，所以能够用作擦拭臀部等人体肌肤使用的湿薄页纸，或用于清扫卫生间周围的片材等。这时，为了赋予其特别高的擦拭效果，可以预先使之含有水分、表面活性剂、醇、甘油等。作为将本发明水解性纤维片材预先用清洗液等润湿得到的制品，可以在包装时不干燥纤维片材直接密封包装后在市场上销售。或者，本发明的水解性纤维片材也可以以干燥的状态销售。制品的购买者在使用时也可以用水和药液浸润水解性纤维片材后使用。
本发明的水解性纤维片材由于干燥强度大，所以也可以不象以前的水解性纤维片材那样添加粘合剂和电解质，由于对肌肤的安全性高，所以可以作为构成卫生巾、护垫、生理用棉塞、一次性尿布等水解性吸收性物品的片材使用。例如，进行开孔处理，可以用作水解性吸收性物品的上层。由于即使吸收排泄液也能够保持一定的湿润强度，所以在使用中其形状很难被破坏。另外，也可以与其它纤维组合，作为吸收层、缓冲层或后衬等使用。
下面结合实施例更加详细的说明本发明，但是本发明并不只限于这些实施例。〔实施例A〕
向搅拌机中加入人造纤维(Acodis·Japan(株)制造)进行原纤化，得到具有表5所示打浆度的原纤化人造纤维。使用该原纤化人造纤维、通常的没有进行原纤化的人造纤维(1.7dtex(1.5d)，纤维长度5mm)和针叶树漂白牛皮纸浆(NBKP)(加拿大标准打浆度(CFS)=600cc)，制造具有2层结构的纤维网。表面层与反面层中纤维的配比如表5所示，反面层中含有原纤化人造纤维。另外，表中原纤化人造纤维的纤维长度为打浆处理前的纤维长度。
得到的纤维网不进行干燥直接以层叠在塑料金属丝上的状态载放在输送传送带上，使纤维网以表5记载的速度输送，同时实施喷水处理，使纤维之间卷起来。这时所使用的高压水流喷射装置中每隔0.05mm有一个孔径为95微米的孔，每1m有2000个，水压为294N/cm2，进行喷射使之由纤维网的表面到达里面。处理速度为30m/min。然后，再同样喷射2次。之后，使用单烘缸式干燥机进行干燥，得到水解性纤维片材。使每100g无纺布含浸有250g离子交换水。对于得到的水解性纤维片材测定其干燥时或湿润时的水解性、强度以及摩擦牢度。
水解性实验按照JISP4501的卫生纸分解难易实验进行。下面详细叙述，将水解性纤维片材切成纵向10cm横向10cm的物质，然后投入到添加有300ml离子交换水的容量为300ml的烧杯中，用转子进行搅拌。旋转速度为600rpm。随时观察此时水解性纤维片材的分散状态，测定直到分散后的时间(如下表，单位是秒)。
湿润强度是将按照上述方法得到的水解性纤维片材切成宽25mm长150mm的物质，用作试样，按照JISP8135中的规定，通过坦锡伦实验机在卡盘间距为100mm、牵引速度为100mm/min时进行测定。测定是分别对片材的纵向(MD：机器的方向)与横向(CD：横向)进行的。此时，以断裂时的强度(N)作为湿润强度的实验结果(如下表，单位是N/25mm)。
作为表面摩擦强度，按照JISP8136中纸板的耐摩擦强度试验方法测定摩擦牢度。测定值是在500g负载(4.9N)下用放置有人工皮革的摩擦部A进行试验得到的结果。测定面为含有原纤化人造纤维的表面层。
比较例是按照表1记载的含量与实施例同样形成纤维片材。但是比较例具有1层结构。另外，实施例和比较例中纤维片材的重量为50g/m2。
结果如表5所示。表5
   比较例-1          A-1  比较例-2        A-2  比较例-3
    1层抄   表面层  反面层   1层抄  表面层  反面层   1层抄
      NBKP(600cc)       60    60％   60％     60   60％   60％    60％
    原纤化人造纤维(1.7dtex×5mm)       5％    10％    -    10％   20％    -    20％
        人造纤维(1.7dtex×5mm)      35％    30％   40％    30％   20％   40％    20％
    纤维片材中原纤化人造纤维的含量       5％          5％    10％        10％    10％
    DRY强度(N/35mm)      21.8        17.8    24.7        22.2    21.5
     WET强(N/25mm)      2.9         3.1     33        3.1    4.0
   DRY摩擦牢度(次数)       7          12     10         15    17
   WET摩擦牢度(次数)       3          7      5          9     8
     DRY水解性(秒)      126         105     108         97    123
     WET水解性(秒)      128         114     127        124    144
将表5中的比较例1与A-1相比可知，A-1强度小会降低而水解性提高。另外，A-1由于表面层中集中了原纤化人造纤维，耐摩擦的强度变高。因此，通过使之具有2层结构，容易得到水解性和强度之间的平衡。
而且A-1与比较例2相比，原纤化人造纤维在纤维片材总体的含量少，可达到一半的量，而A-1与比较例2具有相近的强度。因此，可以减少原纤化人造纤维在纤维片材总体中的含量，降低纤维片材的制造成本。
另外，A-2也同样。〔实施例B〕
实施例B中，对上述实施例A得到的试样A-1实施表面化处理，然后进行各种试验。表面化处理是用转筒干燥机和轧辊在温度130℃下以0.02N的压力对纤维片材加压。结果如表6所示。表6
         B-1
  表面层   反面层
           NBKP(600cc)    60％    60％
    原纤化人造维(1.7dtex×5mm)    10％     -
      人造纤维(1.7dtex×5mm)    30％    40％
 纤维片材中原纤化人造纤维的含量          5％
         DRY强度(N/25mm)         21.1
         WET强度(N/25mm)         3.8
        DRY摩擦牢长(次数)          18
        WET摩擦牢度(次数)          12
          DRY水解性(秒)         118
          WET水解性(秒)         134
将表5的A-1与表6的B-1比较可知，通过实施表面化处理可以几乎不降低水解性并提高表面强度(摩擦牢度)，干燥强度和湿润强度也变高。
由以上结果得知，具有多层结构的本发明水解性纤维片材利用了由原纤化人造纤维表面延伸的微纤维的交织和/或上述微纤维氢键的结合力，具有强度优良的表面层，其水解性和强度均优良，而且表面抗摩擦的能力强。
因此，纤维片材用于擦拭操作时，由于原纤化人造纤维的微纤维与被擦拭面接触，可减少对纤维片材的摩擦，因此纤维片材的耐用性优良。另外，用作吸收性物品的表面材料时，使用中不会出现形状破坏，可以舒适地使用。
另外，即使原纤化人造纤维的量较少，也可以得到强度优良的纤维片材，因此制造成本变低。
图1是人造纤维在打浆处理前纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图2是纤维长度为5mm的人造纤维在打浆处理后纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图3是游离状打浆后人造纤维的纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图4是将纤维长度为3mm的人造纤维粘状打浆时纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图5是将纤维长度为4mm的人造纤维粘状打浆时纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图6是将纤维长度为6mm的人造纤维粘状打浆时纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图7是将纤维长度为7mm的人造纤维粘状打浆时纤维长度的重量加重平均纤维长度分布图。
图8是本发明水解性纤维片材的第1种实施方式的部分放大剖面图。
图9是表示本发明水解性纤维片材的制造方法和制造装置的示意图。
图10是表示本发明水解性人造纤维片材的制造方法和制造装置的其它实例的示意图。
图11是本发明水解性纤维片材的第2种实施方式的部分放大剖面图。
1A,1B     水解性纤维片材
1a,1c     表面层
1b,1e     反面层
1d        中间层(复制图1-11)

Claims (13)

1、将纤维组成不同的多层一体化得到的具有多层结构的水解性纤维片材，其特征在于：
片材表面的表面层含有由规定纤维长度的本体部分以及从该本体部分延伸的微纤维构成的打浆度为700cc以下的原纤化人造纤维，它在构成上述表面层的纤维中占3质量％以上，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或形成氢键，
片材反面的反面层是不含上述原纤化人造纤维的纤维通过交织和/或通过氢键结合的物质；或者所含上述原纤化人造纤维比上述表面层少，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或通过氢键结合的物质。
2、纤维组成不同的多层一体化得到的具有多层结构的水解性纤维片材，其特征在于：
片材表面的表面层以及片材反面的反面层含有由规定纤维长度的本体部分以及从该本体部分延伸的微纤维构成的打浆度为700cc以下的原纤化人造纤维，它在构成上述表面层和反面层的纤维中占3质量％以上，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或形成氢键，
位于上述表面层和反面层之间的中间层是不含上述原纤化人造纤维的纤维通过交织和/或通过氢键结合的物质；或者所含上述原纤化人造纤维比上述表面层和反面层少，由上述原纤化人造纤维延伸的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一者交织和/或通过氢键结合的物质。
3、如权利要求2所述的具有多层结构的水解性纤维片材，上述表面层与上述反面层纤维中的原纤化人造纤维含量几乎相同。
4、如权利要求1～3中任意一项所述的水解性纤维片材，对上述表面层的表面进行加热压缩，使上述面的原纤化人造纤维的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一方形成氢键。
5、如权利要求2或3所述的水解性纤维片材，对上述表面层和上述反面层的表面进行加热压缩，使上述表面的原纤化人造纤维的微纤维与其它微纤维和其它纤维中至少一方形成氢键。
6、如权利要求1～5中任意一项所述的水解性纤维片材，上述原纤化人造纤维本体部分的重量加重平均纤维长度分布峰处的上述纤维长度为1.8mm以上10mm以下，而且长度为1mm以下的上述微纤维占自重的0.1～65质量％。
7、如权利要求1～6中任意一项所述的水解性纤维片材，是进行喷水处理后的无纺布。
8、如权利要求1～6中任意一项所述的水解性纤维片材，是抄纸后的物质。
9、如权利要求1～8中任意一项所述的水解性纤维片材，其中原纤化人造纤维的纤度为1.1～1.9dtex。
10、如权利要求1～9中任意一项所述的水解性纤维片材，其中纤维的密度为20～100g/m2。
11、如权利要求1～10中任意一项所述的水解性纤维片材，其中按照JIS-4501测得的水解性在200秒以下。
12、如权利要求1～11中任意一项所述的水解性纤维片材，其中湿润强度为1.1N/25mm以上。
13、如权利要求1～12中任意一项所述的水解性纤维片材，其中干燥强度为3.4N/25mm以上。
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