JP2015501885A - 分散性不織布 - Google Patents

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Abstract

本発明は、溶剤紡糸セルロース繊維がフィブリル化されていることを特徴とする、パルプと溶剤紡糸セルロース繊維とを含む分散性不織布に関する。さらに、本発明は、ドライワイプおよびウェットワイプにおける前記布の使用に関する。

Description

本発明は、迅速に分散可能な吸収性不織布、ならびに、このような製品を作製する方法および使用に関する。本発明は特に、標準的なトイレシステムに流せるとともに、破棄後に生物分解する分散性断片に容易に分解される迅速に分散可能なウェットワイプに関する。
織られていない布地は「不織」という専門用語で定義されている。不織の定義はＩＳＯ９０９２：１９８８の規格に記載されている。吸収性不織布には、ドライワイプ、ウェットワイプ、化粧用ワイプ、およびマスクのような材料が含まれる。吸収性不織布は、パンティライナー、生理用ナプキン、および失禁製品のような衛生用品で使用される材料でもある。これらの用途で用いられる不織布は、欧州薬局方の要件を満たしていなければならない。
トイレ用ウェットワイプのような使い捨て吸収性ワイプは、消費者から高く評価される高レベルの利便性、快適性、および有効性を提供する。しかし、これらの製品の人気により、それらの破棄に関するニーズが生じている。ごみ箱に捨ててから焼却又は埋め立てる方法のように、廃棄材料で用いられる一般的な破棄方法は、特にトイレ用ウェットワイプを使用する消費者にとって利便的ではない。代替的な破棄方法の１つは、ウェットワイプを従来のトイレに直接流すことである。製品をトイレに流し、それを機械力によって分散させ、最後に下水システムで生物分解させる方が消費者にとって利便的であり、個別的である。この破棄方法では、好適な材料は、使用時には構造的一体性と強度を保持しなければならないが、トイレに流したら、ポンプシステムと排液システムを詰まらせることなく、容易に分解もされなければならない。
トイレ用ワイプのような製品は、予め湿らせたワイプである。したがって、これらの用途で用いる不織布は、保管中、湿潤状態で機械強度と一体性を保持しなければならず、また、下水システムで生物分解可能でなければならない。
流せるウェットワイプは、例えば米国特許第５，６２９，０８１号、および欧州特許第１ ２８５ ９８５ Ａ１号から公知である。
本発明の目的は、良好な引張強度を有するが、流すと容易に分解される分散性不織布を提供することである。
本発明によって、溶剤紡糸セルロース繊維がフィブリル化されていることを特徴とする、パルプと溶剤紡糸セルロース繊維とを含む分散性不織布が提供される。
図１は、フィブリル化していないＴｅｎｃｅｌ（光学顕微鏡写真）を示す。フィブリル化または叩解は、フィラメントの表面領域から現れるフィブリルを露出および解放する湿式擦過方法である。叩解が進むと、さらに多くのフィブリルがフィラメントから解放され、残ったフィラメントの直径が小さくなる。 この叩解が進んだＴｅｎｃｅｌの光学顕微鏡写真を示す。 この叩解が進んだＴｅｎｃｅｌの走査電子顕微鏡写真を示す。
フィブリル化繊維の原料として特に適するのは、長さが２〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１２ｍｍ、最も好ましくは４〜１０ｍｍの溶剤紡糸短カットセルロース繊維である。溶剤紡糸短カット繊維の繊度は０．９〜６．７ｄｔｅｘ、好ましくは１．３〜１．７ｄｔｅｘである。
溶剤紡糸短カット繊維は、前記分散性不織布中に、不織布に対して、１〜９０重量％、好ましくは５〜４０重量％、最も好ましくは１０〜３０重量％の量で存在するのが好ましい。
好ましい溶剤紡糸短カット繊維は、例えば米国特許第４，２４６，２２１号（ＭｃＣｏｒｓｌｅｙ）から公知であるアミンオキシドプロセスに従って製造されるリヨセル繊維である。好適な溶剤紡糸繊維は「Ｔｅｎｃｅｌ」という商品名で販売されている。
前記分散性不織布の重量は３０〜１００ｇ／ｍ２、好ましくは４０〜６０ｇ／ｍ２であり、厚みは０．１〜０．７ｍｍである。
前記分散性不織布は、分散助剤を、不織布に対して、０．１〜１重量％、好ましくは０．５〜１重量％の量で含んでよい。
強度を高めるために、所望により、バインダーは、不織布に対して０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の量で、好ましくはアクリル樹脂、または、ポリアミド−ポリアミン−エピクロロヒドリン樹脂もしくはポリアミド−エピクロロヒドリン樹脂のようなエピクロロヒドリン系樹脂の形状で存在する。好適なバインダーの他の例は、ポリエチレンイミン樹脂およびアミノプラスト樹脂である。
如何なる種類のパルプ、特に針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、または、アバカもしくは竹のような植物から作られたパルプが好適である。
本発明の分散性不織布の縦方向における湿潤引張強度は、坪量６０ｇ／ｍ２に対して、２〜２０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは３〜１３Ｎ／５ｃｍ、最も好ましくは３〜７Ｎ／５ｃｍであり、横方向における湿潤引張強度は１〜１０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは１〜７Ｎ／５ｃｍ、最も好ましくは１〜３Ｎ／５ｃｍである。湿潤引張強度は、ＥＤＡＮＡ法 ＷＳＰ １１０．４（０９）（ＥＤＡＮＡ Ｍｅｔｈｏｄ ＷＳＰ １１０．４（０９））「不織布材料の破断荷重及び伸度のための標準試験法（ストリップ法）（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｔｅｓｔ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｂｒｅａｋｉｎｇ Ｆｏｒｃｅ ａｎｄ Ｅｌｏｎｇａｔｉｏｎ ｏｆ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｍａｔｅｒｉａｌｓ（Ｓｔｒｉｐ Ｍｅｔｈｏｄ））」に従って測定した。
使い捨てワイプの特性を試験するための１つの標準化された試験法は、「不織布消費製品の水洗適用性評価のためのＥＤＡＮＡ指針書（ＥＤＡＮＡ Ｇｕｉｄａｎｃｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｌｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）」から公知である。この試験を用いて、家庭および自治体の搬送システム（例えば下水管、ポンプ、くみ上げ場）を移動中における、流すことが可能な製品の分散性または物理的崩壊を評価する。この試験では、回転チューブ中で乱流水（ｔｕｒｂｕｌｅｎｔ ｗａｔｅｒ）による試験材料の分解の速度および程度を評価する。この試験の結果を用いて、試験材料の、家庭および自治体の廃水搬送システムとの適合性を評価する。この試験方法の原理は、チューブの回転を用いて、家庭の廃水ポンプおよび自治体の搬送システムを通る間に製品を分解させるように作用する物理的力をシミュレーションするというものである。この試験では、７００ｍｌの水道水または生廃水の入った透明なプラスチックチューブに製品を入れ、チューブを転倒回転させる。特定の回数のサイクルまたは回転後、チューブの内容物を一連のふるいにかける。ふるい上に残った各種サイズ画分を秤量し、分解の速度及び程度が決定される。
サイズ画分の少なくとも９５％が１２ｍｍのふるいを通り、残渣が５％未満である場合に、試験材料は分解している。
本発明は、分散性不織布の製造方法にも関する。この湿式抄紙方法によれば、パルプと溶剤紡糸繊維を別々に、または混合物として一緒に、水に分散させる。分散性を高めるために、ＣＭＣ（カルボキシメチルセルロース）のような分散助剤を加えてもよい。前記分散液をリファイナーに別々に通すか、または併せて叩解する。叩解エネルギーは２０〜４００ｋＷｈ／ｔ、好ましくは４０〜１５０ｋＷｈ／ｔである。バインダー溶液を前記スラリーに加えてもよい。別々に叩解する場合には、スラリーを混合して密な混合物を形成して、１つのスラリーを形成する。続いて、このスラリーを例えば抄紙機で湿式抄紙し、シートを形成する。続いて、このシートをオンライン方法としての水流交絡工程を通して、または別個のオフライン方法としての水流交絡工程を通して、布を形成する。
さらなる工程では、前記布を薄く切って適切な体裁にし、折り畳んで梱包する。
梱包前に、液体またはローションによる処理、好ましくは含浸を行うことができる。
以下の実施例によって本発明を示す。
実施例１および実施例２（いずれも比較例）
「不織布消費製品の水洗適用性評価のためのＥＤＡＮＡ指針書」の引裂１試験‐ＦＧ５１１．２‐分散性転倒チューブ試験（Ｔｉｅｒ１ Ｔｅｓｔ−ＦＧ５１１．２−Ｄｉｓｐｅｒｓａｂｉｌｉｔｙ Ｔｉｐｐｉｎｇ Ｔｕｂｅ Ｔｅｓｔ）に従ったところ、木材パルプ（Ｃａｍｆｏｒパルプ、カナダのブリティッシュコロンビアで育ったトウヒおよびマツ由来の長繊維木材パルプ）と、カット長６ｍｍの１．７ｄｔｅｘのＴｅｎｃｅｌ短カット１５％（実施例１）またはカット長６ｍｍの１．７ｄｔｅｘのＴｅｎｃｅｌ短カット２５％（実施例２）との混合物から、叩解プロセスなしに、かつ添加剤の添加なしに作製された湿式抄紙された布（ｗｅｔｌａｉｄ ｆａｂｒｉｃｓ）は、非常に良好な分散性を示した。実施例１によれば、分解されたサイズ画分の１００％が１２ｍｍのふるい、６ｍｍのふるい、および３ｍｍのふるいさえも通過し、１．５ｍｍのふるいでは、２１％が残り、７９％が通過している。しかし、表１に示されているように、この布は、縦方向（ＭＤ）と横方向（ＣＤ）のいずれにおいても、高い機械強度を示さなかった。

実施例３、４、および５
木材パルプ（Ｃａｍｆｏｒパルプ）と、カット長６ｍｍの１．７ｄｔｅｘのＴｅｎｃｅｌ短カット２５％との混合物には、このスラリーに０．５％のＣＭＣ分散助剤を加えることを含めた。これらの試験では、パルプ／Ｔｅｎｃｅｌ混合物を連続してディスクリファイナーで１回、コニカルリファイナーで４回、４０ｋＷｈ／ｔおよび６０ｋＷｈ／ｔのレベルで叩解した。このスラリーに、アクリル乾燥紙力増強樹脂を１％（乾燥繊維重量を基準として）で加えた。これらの布は分散性を有し、布の引張強度は向上していた（表２）。
実施例６
８０％の木材パルプ（Ｃａｍｆｏｒパルプ）と、カット長６ｍｍの１．７ｄｔｅｘのＴｅｎｃｅｌ短カット２０％との混合物を用いて、湿式抄紙された布を作製した。繊維は、１００ｋＷｈ／ｔで叩解し、分散助剤としての１％のＣＭＣ（乾燥繊維重量基準）を加え、０．５％のエピクロロヒドリン系湿潤紙力増強樹脂（乾燥繊維重量基準）を加えて、湿潤紙力を向上させた（表２）。この布は分散性を有していた。

実施例７、８、９、および１０
７５％の木材パルプ（Ｃａｍｆｏｒ）と、カット長６ｍｍの１．７ｄｔｅｘのＴｅｎｃｅｌ短カット２５％との混合物を用いて、湿式抄紙された布を作製した。繊維を８０ｋＷｈ／ｔで叩解し、分散助剤としての１％のＣＭＣを加え、エピクロロヒドリン系湿潤紙力増強樹脂も０．０５％、０．１０％、０．１５％、および０．２０％の濃度で加えて、湿潤紙力を向上させた。表３に示されている結果により、すべての試料が分散性を有していたことが示されている。
本発明による布は、洗浄および緻密化のためのトイレ用ワイプ、顔用ワイプ、化粧用ワイプ、ベビー用ワイプ、および衛生ワイプのようなドライワイプおよびウェットワイプ、ならびに、パンティライナー、生理用ナプキン、および失禁パッドなどの吸収性衛生用品において用いることができる。

Claims (19)

  1. パルプと溶剤紡糸セルロース繊維とを含む分散性不織布であって、前記溶剤紡糸セルロース繊維がフィブリル化されていることを特徴とする分散性不織布。
  2. 前記フィブリル化溶剤紡糸セルロース繊維が、前記布に対して１〜９０重量％、好ましくは５〜４０重量％、最も好ましくは１０〜３０重量％の量で存在することを特徴とする、請求項１に記載の分散性不織布。
  3. 前記フィブリル化溶剤紡糸繊維がリヨセル繊維であることを特徴とする、請求項１または２に記載の分散性不織布。
  4. 前記布の重量が３０〜１００ｇ／ｍ２、好ましくは４０〜６０ｇ／ｍ２であり、厚さが０．１〜０．７ｍｍであることを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の分散性不織布。
  5. 前記布が分散助剤を、前記布に対して０．１〜１重量％、好ましくは０．５〜１重量％の量で含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の分散性不織布。
  6. 前記布がバインダーを、前記布に対して０．０１〜５重量％、好ましくは０．１〜０．５重量％の量で含むことを特徴とする、先行する請求項のいずれかに記載の分散性不織布。
  7. アクリル樹脂またはエピクロロヒドリン系湿潤紙力増強樹脂を前記バインダーとして用いることを特徴とする、先行する請求項の一つに記載の分散性不織布。
  8. 前記パルプが針葉樹パルプ、広葉樹パルプ、または、アバカもしくは竹などの植物から作られたパルプであることを特徴とする、先行する請求項の一つに記載の分散性不織布。
  9. 前記布に液体またはローションが含浸されていることを特徴とする、先行する請求項の一つに記載の分散性不織布。
  10. 前記含浸された布の縦方向における湿潤引張強度が、坪量６０ｇ／ｍ２に対して、２〜２０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは３〜１３Ｎ／５ｃｍ、最も好ましくは３〜７Ｎ／５ｃｍであり、横方向における湿潤引張強度が１〜１０Ｎ／５ｃｍ、好ましくは１〜７Ｎ／５ｃｍ、最も好ましくは１〜３Ｎ／５ｃｍであることを特徴とする、先行する請求項の一つに記載の分散性不織布。
  11. 「不織布消費製品の水洗適用性評価のためのＥＤＡＮＡ指針書（ＥＤＡＮＡ Ｇｕｉｄａｎｃｅ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ ｆｏｒ Ａｓｓｅｓｓｉｎｇ ｔｈｅ Ｆｌｕｓｈａｂｉｌｉｔｙ ｏｆ Ｎｏｎｗｏｖｅｎ Ｃｏｎｓｕｍｅｒ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ）」の引裂１試験‐ＦＧ５１１．２‐分散性転倒チューブ試験（Ｔｉｅｒ １ Ｔｅｓｔ ＦＧ ５１１．２−Ｄｉｓｐｅｒｓａｂｉｌｉｔｙ Ｔｉｐｐｉｎｇ Ｔｕｂｅ Ｔｅｓｔ）に従った場合、前記布が水中で攪拌下において分解しており、分解されたサイズ画分の少なくとも９５％が１２ｍｍのふるいを通過することを特徴とする、先行する請求項の一つに記載の分散性不織布。
  12. 先行する請求項の一つに記載の分散性不織布の製造方法であって、
    ａ）パルプの水分散液と、溶剤紡糸繊維の水分散液を別々に、または一緒に混合物として準備する工程と、
    ｂ１）前記分散液を別々に叩解し、得られたスラリーを混合して密な混合物にして、スラリーを形成する工程、または
    ｂ２）パルプと溶剤紡糸繊維との前記混合物を一緒に叩解して、スラリーを形成する工程と、
    ｃ）前記スラリーを湿式抄紙し（ｗｅｔ ｌａｙｉｎｇ）シートを形成する工程と、
    ｄ）前記シートを水流交絡させて布を形成する工程と、
    を含む方法。
  13. 工程ａ）で、前記分散液に分散剤を加えることを特徴とする、請求項１２に記載の方法。
  14. 工程ｂ１またはｂ２）でバインダーを加えることを特徴とする、請求項１２または１３に記載の方法。
  15. 前記叩解エネルギーが２０〜４００ｋＷｈ／ｔ、好ましくは４０〜１５０ｋＷｈ／ｔであることを特徴とする、請求項１２〜１４のいずれかに記載の方法。
  16. 前記溶剤紡糸繊維が、カット長２〜２０ｍｍ、好ましくは３〜１２ｍｍ、最も好ましくは４〜１０ｍｍ、繊度０．９〜６．７ｄｔｅｘ、好ましくは１．３〜１．７ｄｔｅｘの短カット繊維であることを特徴とする、請求項１２〜１５のいずれかに記載の方法。
  17. 前記布を薄く切って、折り畳んで、梱包することを特徴とする、請求項１２〜１６のいずれかに記載の方法。
  18. 梱包前に、前記布を液体またはローションで処理することを特徴とする、請求項１２〜１７のいずれかに記載の方法。
  19. 洗浄および緻密化のためのトイレ用ワイプ、顔用ワイプ、化粧用ワイプ、ベビー用ワイプ、および衛生ワイプのようなドライワイプおよびウェットワイプ、ならびに、パンティライナー、生理用ナプキン、および失禁パッドなどの吸収性衛生用品における、先行する請求項のいずれかに記載の布の使用。
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